大家都在谈论的区块链和挖矿到底是什么？一篇文章带你了解比特币

本文适用于不熟悉比特币和区块链的读者。您不需要任何数学或计算机知识。

比特币价格的大起大落导致了一个剧烈而漫长的行情，区块链也被推到了风口浪尖。新玩家不断进入市场，各种区块链数字货币层出不穷。区块链技术在各个领域的应用——甚至在科研领域的应用可能性，也被越来越多地提及。

但是，对于普通观众来说，比特币和区块链都不是不可理解的。如果说“买 10 台挖掘机挖比特币”、“高价收集实物比特币”之类的只是玩笑，那么用区块链作为传销工具只能让人感叹传销犯罪分子的无孔不入。

吃瓜还是瓜子，你怎么理解区块链和区块链数字货币？本文将分两部分来拆解这些问题：第一部分是区块链和比特币的本质；第二部分是区块链电子货币在后续发展中将面临的问题。

三个关键词告诉你什么是比特币

我们可以把比特币和区块链网络看成一个游戏，玩家就是游戏的参与者。

电子签名

游戏中的每个玩家都可以拥有多个“钱包”，其中当然包含金钱。但钱包是匿名的，并使用电子签名来识别和保护玩家。电子签名的作用是证明钱包是你的，你有权从钱包里花钱。电子签名分为两部分，一是公钥，二是私钥。在其他玩家眼里，公钥就是你的钱包，私钥就是你用来证明你每次用钱都是在花钱的东西。保护它免受他人伤害！对于每一笔交易，游戏都会使用公钥和私钥一起计算，证明钱包是你的，防止恶意玩家冒充你付款或冒充你收钱。

区块链

如果电子货币只是一个虚拟数字，任何玩家都可以随意修改，这是绝对不能接受的。区块链是防止金钱凭空产生的武器比特币钱包破解，也可以防止一笔钱被恶意花掉两次。

游戏将所有交易串在一起形成一个中心化账本，其中包含了从第一笔交易开始的所有账户，也就是一条交易链比特币钱包破解，这样游戏就可以知道每个钱包的余额，新的交易也包括在内在这个分类帐中。任何凭空造钱的行为都会被识破，任何花一笔钱两次的行为都不会被识破。

但是这个分类账存在哪里呢？因为游戏没有中央管理者并且是去中心化的，所以原则上每个玩家都有一份账本。

每一笔交易都必须得到所有玩家的确认，每个玩家都有责任确保系统的安全，但实际上很难做到，只有部分玩家可以做这个确认操作，这就给恶意玩家制造了机会篡改和伪造自己的账本副本，造成混乱。因此，有必要设计一种机制来增加伪造账本的难度，同时便于识别伪造账本。

哈希算法

这种防伪方法就是哈希算法。

哈希算法可以将任何原始数据，无论是图片还是文字，映射到一个特定的数字上，这个数字称为哈希值。如果数据被篡改，计算出来的hash值会发生变化，这样就可以解决识别伪造和防伪的问题。 BT下载使用的MD5码是一个hash值，用来验证下载的视频没有被篡改或者植入病毒什么的。

哈希算法有一个伴随的缺点。生成不太容易伪造的哈希值，需要大量的计算机资源，没有人自愿去做。游戏使用奖励货币来鼓励一些玩家计算哈希值，他们被称为矿工。几笔在时间上接近的交易会组合成区块链的一个区块来计算哈希值，保证账本不易被篡改。

当然，恶意矿工仍然可以伪造账本，然后重新计算所有账户的哈希值，然后让其他矿工复制他的账本，只要他的计算权在一半以上的矿工。但矿工越多，这种情况发生的可能性就越小。

比特币会受到攻击吗？

破解比特币的思路是试图找出核心功能的弱点。例如：

这些攻击可以通过什么方式实施？

1.量子计算机

量子计算机比传统计算机更快。 2016 年，谷歌和 NASA 打造了一台速度比普通计算机快 1 亿倍的量子计算机。当然，目前为止这项技术还处于试验阶段。

电子签名技术使用的公钥加密算法相对容易被量子计算机破解，恶意玩家可以尝试伪造钱包盗取他人资金。比特币技术的维护者已经考虑到了这个问题。虽然目前大多数电子签名算法都可能失效，但仍有一种称为 Lamport 签名算法的算法可以抵抗量子攻击。

量子计算机的计算能力是惊人的，但是破解哈希算法还是比较困难的，所以用量子计算机伪造账本仍然是不可能的。而且由于钱包也是经过哈希算法加密的，恶意玩家想要盗取别人的钱其实并不容易。估计一台量子计算机破解哈希算法需要1500多个量子比特，而目前的技术只能达到100多个量子比特的水平。

虽然量子计算机听起来是个强大的对手，但只有像 IBM 和谷歌这样的大公司才有足够的财力和人力来开发和使用它们，恶意玩家使用量子计算机的可能性很低。

当然，比特币只是最知名的区块链电子货币之一。后来出现的很多电子货币都是为了抵抗量子计算，比如2015年成立的IOTA，量子计算机破解电子货币的可能性不高。

2. 赶走竞争对手

恶意矿工还可能试图垄断所有奖励，试图控制游戏并重写账本，为自己无中生有地赚钱。为此，他可能不得不赶走其他矿工。怎么做？

他可以尝试让其他矿工买不起挖矿硬件。他可以尝试增加电力成本来增加其他矿工的开销。他可以增加网络的成本，让自己的网络比别人快很多，或者恶意降低别人网络的速度，或者让比特币交易数据无法在别人的网络中传输。美国最近废除“网络中立”也引发了类似的问题。

一般来说，这是增加其他人的成本。这样，拥有更多计算资源、更大网络带宽、能负担得起电费的玩家可以继续挖矿，更有机会掌控整个游戏。但是这样的操作需要足够的财力支持，而且做起来并不容易。

3.打击信心

除了技术手段，还有对比特币实际消费的打击，消费者的信心主要是打击比特币的公信力。

虽然游戏的匿名性有助于防止个人隐私泄露，但也很容易促成黑市交易。使用不合理的技术也会助长庞氏骗局。但是，在智能电网、物流系统等工业基础设施中，区块链技术可以为用户带来收益，这需要大公司的投入和支持。换句话说，好的工具用在好的地方。

同时，挖矿成本增加已成为气候变化问题，预计2017年消耗的电力已占全球发电量的19%0.，预计2019年用电量将超过美国一年的用电量。一笔比特币交易消耗的电力足以为 8 个普通美国家庭供电一天。但是，在这一点上，未来的预期是比特币挖矿的收益会逐渐归零，参与挖矿的用户数量会减少，硬件设计得更省电，这两者都将减少能源消耗。

普通货币以信任为基础，可以使用稳定的货币价格进行交易。比特币也是如此。只有币值稳定，技术没有漏洞，才能获得大家的信任，用来购买商品和服务。到目前为止，这些还不完全存在，但一些设计师已经在设计价格稳定性漏洞较少的新加密货币，以取代可能过时的比特币。

也许加密货币无论如何都会有弱点，就像当前的货币也有弱点一样。但设计师和开发人员仍在努力修复它，希望它在未来会变得更好。

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