比特币产生什么价值？

最近，币圈真的是一团糟。比特币暴涨（7年累计超过100万次），现在身边的朋友和同事都在谈论代币，甚至是那些在股市多年的人。阿姨们已经开始进入市场。看来2018年最火爆的热点就是比特币了。

——区块链小测试——

说起比特币，就不得不说区块链，这两者是什么关系？比特币是区块链技术的一种应用。

那么什么是区块链技术？我们可以将其理解为分布式账本。账本是用来记账的，但它是一种电子账本，需要服务器来记录数据。事实上，分布式的概念一直存在于 IT 行业，即去中心化，是指由多个服务器节点完成记录，而不是单个中心化（如银行，或支付宝）平台。所以简单总结一下：区块链1.0是一种由多个服务器节点完成数据记录的技术。

目前区块链2.0结合智能合约也很常见，比如以太坊。

什么是智能合约？举个很通俗易懂的自动售货机例子：如果我把一美元放进去，它会触发一个选项让我选择一个物品，选择后自动售货机里的可乐会掉下来，这是一个智能合约。一旦合约设定的某个条件被触发，就会执行相应的动作。

以太坊是一个底层系统，可以在区块链上实现智能合约和开源，类似于计算机的操作系统，许多程序员可以在上面编程和开发应用程序。

没有什么是凭空出现的，区块链的出现肯定是为了解决一些问题。传统的数据存储一旦丢失、被盗或损坏都会很麻烦，因为数据是由个人单独存储的，其中很多甚至没有备份。区块链很好的解决了这个问题，因为即使你的数据丢失了，其他人仍然在存储数据（包括你的），他们只需要将数据同步给你，妈妈就不用再担心我了~

既然大家都在全网存储所有的数据，那是不是说别人可以看到我账户里有多少钱呢？哎呀，这可不是要被大家发现为“负二代”！ ！ ！ ！

不要惊慌，区块链当然会考虑到这一点。他使用哈希摘要方法，这意味着其他人只能看到一串字符串摘要（例如 1234567ABC），但他们无法将其隐藏在幕后。比如“我1月5日向隔壁老王借了250块钱”。哈希摘要的原理是什么，我稍后再分解。

聪明的你又要问了：我向老王借了250元，但是如果老王经过楼上，小红、小白、小鲁等小辈一起造假记录“我向老王借了500元。元” ， 我该怎么办？因为在支付宝这样的中心化管理模式下，造假成本非常高，理论上他是不可能造假的。但在没有中心化组织的记账模式下，如何保证记录的信息真实可靠？而不是假的？

那是因为：每笔交易数据都会传输到系统中的每个节点，每个人都会记录在自己的节点上。如果有人伪造，其他人记录正确，一旦超过 50% 的节点认为这条记录不可靠，那么这个数据包中包含的交易肯定是错误的，不被识别。篡改数据也是如此。

那么区块链是如何记账的呢？

如果有这样的交易信息：

帐户

会计

支付

余额

交易时间

我

250

251

2018/01/27

法老

250

250000

2018/01/27

区块链通过哈希函数y=hash(x)计算哈希值。这个过程可以简单理解为簿记。账本第一页的输入值x包括（账本序号、记账时间、交易记录）。相信大家应该都知道比特币能做什么，这些都是会计中必不可少的领域，没有一个是缺一不可的。账本第二页的输入值x包括（前一页的哈希值、账本序号、记账时间、交易记录）。计算出来的哈希值代表一个区块，就像你的身份证号代表你一样。

由此可见，每个区块之间是相互连接的，就像一条链相互链接一样，这样的区块链构成了一种方便的验证（只要验证了最后一个区块的哈希值，相当于验证了整个账本），无法更改的总账（任何交易信息的更改都会改变所有后续区块的哈希值，从而无法通过验证）。所以看看大家对整个区块链概念有没有清晰的认识~

图片：这里是一张大图，方便理解

——比特币基础最流行的应用——

其实比特币比区块链早知道，就像大家都知道苹果手机一样，用了苹果系统之后也很容易上手。由于比特币的巨大市场，很多人开始关注它的本质——区块链技术，并将其应用到其他领域。比特币作为目前最流行的应用，和区块链有什么关系？

我们已经说过：

块是一个数据块，包含一定时间内的若干个交易数据和时间戳

那就以比特币为例：

1、比特币的本质是什么？它与块有什么关系？

2、区块在比特币系统中记录了哪些信息？

3、如何生成块？

4、如何链接下来？

5、谁记录了这些数据？

6、如何确认区块的有效性？

7、 为什么会形成分叉？

8、为什么区块链不能被篡改？

按照马特的想法，我们逐渐揭开事件的真相：

1、比特币的本质是什么？它与块有什么关系？

比特币的本质是一种虚拟货币，与现实中的任何真实货币都没有关系。马特仍然给你一个易于理解的例子。就像支付宝的余额一样，他其实代表的是你存入支付宝的钱。这笔钱可以以纸币的形式取出，并以实物货币背书，所以他是有价值的。但是比特币并不是以实物货币或者某种实物，或者标的物背书，理论上来说，他是没有价值的。

它与块有什么关系？

区块只是记录比特币交易的数据。当然，区块还包含其他信息，但最重要的是比特币交易信息~

2、区块在比特币系统中记录了哪些信息？

简单来说，一个区块有一个区块头和一个区块体

简单介绍一下：

2.1、前面提到的hash值是一个类似a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六进制）的字符串，转换成二进制是256位。

哈希值可以理解为一个区块的标识，所以每个区块的哈希值是不同的。

比特币中的区块哈希值大概是这样计算的（见谅，我不知道具体的函数公式是什么）：

h0 = Hash(A || Nonce0)

h1 = Hash(B || h0 || Nonce1)

从公式的简化版可以看出，下一个区块的哈希值h1是基于上一个区块h的哈希值0、待确认的交易信息B，Nonce值综合计算当前区块的Nonce1（随机数）。可以看出与之前区块链中的介绍略有不同，但本质是一样的。

另外，我们需要了解哈希函数有几个特点：

相同的原始信息总是可以用相同的散列函数得到相同的摘要信息

原始消息的任何细微变化都会散列无法识别的摘要消息

不能从摘要信息中反向推导出原始信息

2.2、什么是难度目标，为什么有难度目标？

因为这就是比特币世界的设计方式：

当每个节点计算哈希值时，如果计算出的哈希值小于目标值，节点可以宣布解谜，打包区块，传输到全网。通过这个计算，系统将出块速度限制在10分钟/块左右

但是，随着计算能力（计算节点）的增加，出块速度会越来越快。假设上周的平均出块速度为 9 分钟，那么算法难度（目标值会随着本周的增加而相应降低难度）将上升 10%，以确保平均出块速度为 10 分钟/块。也就是说，计算难度是动态调整的，以保持恒定的出块速度。

另外，Nonce值随机数其实就是不停的枚举，在计算中反复试验，最终找到满足目标值的Nonce值。

区块体：区块的第一笔交易被定义为coinbase交易。

一般交易：

这里有很多数据和参数。如果你不理解它们也没关系。我们稍后会谈到它们。你只需要知道区块体主要记录的是交易数据~

那么这些表格中要求的数据是怎么来的呢？

比如A给B转了10个比特币，那么这是一笔交易，交易的所有相关数据都会被记录下来。聪明的朋友可能会问：没有成交怎么办？那么就没有交易，也就没有交易信息，但是区块还是会产生。因为比特币系统大致设定为每10分钟左右生成一个区块。

3、区块是如何产生的？

如前所述，一个区块其实是一串字符串，由一段时间内的交易数据、时间戳、哈希值、难度、Nonce值等组成，并记录在节点上（即on服务器）

4、谁记录了这些数据？

答案是矿工，你可以理解为一个节点或者一个人，矿工帮你在他的节点上记录区块。

那它为什么对你有帮助？

因为他有好处比特币能做什么，区块链的创始人在创建它的时候就规定：矿工可以通过出块获得一定的比特币奖励。如果所有比特币都在某一天分发，矿工将获得交易佣金或手续费。所以理论上，只要收益高于成本，就会有人愿意帮忙记账。反之，只有矿工们努力工作，整个区块链系统才能继续运转。

5、区块链怎么走下坡路？

每产生一个区块，必须以所有节点识别的上一个区块作为父区块，并且该区块中也必须包含父区块的哈希值，以确保只有一条主链。那么问题又来了，如何做出让大家都认可的区块呢？这究竟是怎么发生的？

其实很简单。在这样一个全网数据开放的环境下，每个矿工都在计算低于目标值的哈希值。如果 A 被计算出来，他会立即向全网广播。如果A是全网先计算，那么毫无疑问大家都认他是这个区块，其他矿工自动放弃，开始计算下一个区块，以他为父区块。

但是明智的你会问：如果同时有多个人同时计算它怎么办？也就是说，从广播发送给B经过一定时间后，B已经产生了之前的块，B是拿A发送的块还是自己的块？

这就引出了另一个问题：如何确认一个区块的有效性？

6、如何确认区块的有效性？

系统考虑到这个问题，规定了一个策略：即6次确认，即包含交易数据的区块链创建了6个区块后，该交易（第一个区块中记录的币交易）已经被确认6次，那么这个区块被放弃的可能性就会无限趋于0（别问我为什么，是中老师经过科学验证得到的），也就是这个交易是有记录的，不可变的。

7、 为什么会形成分叉？

回到5中提到的，区块生成后，会同步传输到其他节点。如果在传输过程中，其他没有同步的节点同时生成一个块，那么一条主链就会形成一个分叉。分叉中还有另一种情况，称为双花。

什么是双花？假设 A 只有 5 个比特币，A 将 5 个比特币交易给 B，在交易确认之前，将 5 个比特币交易给 C，然后由矿工决定这 5 个比特币最终交易给谁。如果两个矿工同时出块，在分叉的两行中，一个给B，另一个给C，形成双花。

如果我形成一朵双花，我该怎么办？比特币的处理方式是矿工在这两条分叉的区块链下继续挖矿。当多个链接同步到一个节点时，该节点将选择链接较长的一个。交易发送到 B 的块后，已经创建了 3 个块，而交易到 C 的块后，只创建了 2 个块，那么此时节点丢弃第二个链接，选择第一个一。当所有节点做出选择时，整个网络的账单就统一了。

关于分叉，我们来做一个详细的解释，让大家理解：

比如某个区块h1生成后，节点A在10分钟时根据h1生成h2，然后开始向全网传播，再传播2分钟（其实并不是long，因为一个块也是1M，所以按照100M的网速，用不了几秒），也就是12分钟传输到节点B，但是节点B会在11分钟生成h3，那么此时是 h2 还是 h3 是下一个块。毛呢布？我们暂时假设有些人首先听到 h1，包括 A、A1、A2、A3.。 . . . A9共有10个节点，另一部分先听h2，包括B，B1、B2、B3、。 . . B9共有10个节点；然后大家开始疯狂的计算下一个节点。这时候A3计算h3最快，所以宣传一下。此时，除非B~B9在听到h3之前计算出h4，否则只能作为h3使用。 next block，但是h3不是根据h2计算的（其实是根据h1计算的），数据不匹配，所以B~B9拍了拍他们的脸，认出了h3才是真正的next block ，分支h2被无情抛弃，大家开始以h3为父区块计算下一个区块

这里的聪明朋友可能考虑过：

如果出块速度过快，那么分叉的概率就会很高，假设区块链有1000个节点，如果有两个分叉，那么平均每个分叉有500个节点，这个时候，只需要超过 250 个节点来控制其中一个分叉（51% 攻击）。出块越快，分叉的概率就越高，风险就越高。因此，考虑到系统控制，大约 10 分钟会产生一个新的区块。如果全网出块节点越来越多，分叉的可能性也越来越高

8、为什么区块链不能被篡改？

我们做一个假设：如果区块中的数据被节点篡改，那么其对应的哈希值会发生变化（会产生新的分支），新的分支区块会广播到所有节点。其他节点上已经记录的区块数量大于新分支广播给他的节点数量（或者所有区块的哈希值与传入的不匹配），显然大家会选择与较长的链接，因此新的分支不会被识别并被自动丢弃。 （请仔细考虑这段话）

那么这个时候问题又来了。如果超过 50% 的节点被篡改怎么办？也就是说，如果有这样算力的团伙，只能说系统被人操纵，无法挽救，大家自然会放弃。而且按照比特币目前的节点数，要控制在50%以上

节点基本上是一个有钱可以打败敌人的国家，哦不，有几个国家有钱可以打败敌人，基本可能性是0！

总结：

看完上面的介绍，相信大家应该已经了解了比特币的基本操作逻辑。目前其他代币基本遵循同样的原则，下面总结一下它的优缺点：

缺点：

1、缺乏及时性：交易确认时间长。

2、安全问题：比特币已经开发了足够多的节点来防止数据被篡改，而市场上新发行的货币由于节点数量少，仍然会缺乏安全性。

3、能耗大：全球这么多节点同时计算一个事件，重复工作消耗的能量极大，最后在区块链的某个位置，只有一个节点计算区域块是真正有效的，也就是说其他节点计算所消耗的能量都是无效的，造成了巨大的能量浪费。

4、去中心化最终很难实现：如前所述，生成一个块需要大量的计算，因此计算能力强的人在这个过程中更有可能获得矿工奖励。按照 20% 的人控制世界 80% 的资源的规律，80% 的比特币节点最终会掌握在 20% 的机构或人手中，所以去中心化的意义不存在。只能说是多中心化的。

优点当然是去中心化的数据披露、不变性等