比特币到底长什么模样？

Posted 2020-12-30 timlong

“区块链”、“比特币”这两个概念在2017年非常热。但是，2018年这个概念可能会更热。

各大互联网公司相继发力区块链：百度推出了基于区块链的莱茨狗游戏，网易推出了基于区块链的星球，阿里巴巴在区块链的专利申请已经是国内企业的第一位。

区块链发源于比特币，那么比特币到底长什么样呢？下面，我们就一起来看看比特币的真容！

上面的图片当然不是真的比特币。比特币只是一串数字而已。

01 创世区块

2007年，中本聪提出：

“我相信存在一种不依赖信用的货币，我无法阻止自己去思考它。”

2008年11月1日，一封不起眼的帖子出现在论坛的“密码学邮件组”里，帖子言论大胆：

“我正在开发一种新的电子货币系统，采用完全点对点的形式，而且无需授信第三方的介入。”帖子署名是中本聪（Satoshi Nakamoto）。

2009年1月3日，中本聪把自己的思考落地，他在赫尔辛基的一个服务器上创建、编译、打包了第一份开源代码；18时15分，创建了比特币世界的第一个区块（block），这一天被称为“创世日”，而这个区块也被称为“创世块”。

那么，下面我们就正式来看看这个创世块的真容吧，下面是创世区块的链接地址：

https://blockchain.info/block/000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f?nsukey=qV486C6yJIaopG1HEuXoAqeWvYLkD1Fo8rV7JgvHi27SMRSDuHaWI%2B1PryrBEIEKeEpg0SCeU9Fm0Rm%2F9lngW4v611uQioJ4YOCDr2E1UhZkbK%2BcSXFxQz5VLBy%2B1gzhJuhPJW0sWI847byarFAvDbq4rqkJNuMZqd%2FfOFOWen8SmivODLeMpN2P8Q4wH%2FBDmBvgutVOeZcODUpjc5pa3w%3D%3D

如果你不便打开网页，我把创世区块截图出来：

比特币第一个区块创世区块

是不是一脸懵逼。我简单来解释一下创世区块（BLOCK#0）里的内容：

每个区块都分为3个部分：

summary（基本情况）

Hashes（哈希值）

Transctions （交易详情）

第1部分：summary（基本情况）

Number Of Transcations 是交易数量，因为是第一个交易，所以它的值是1

Output Total 输出数量，是一笔奖励50BTC

Estimated Transaction Volume 是输入值，因为是第一笔交易，来自系统奖励，所以输入是0。

Transction Fees 是交易的手续费，刚开始的交易都是不需要手续费的。

Height 区块在主链（Main Chain）中的高度（每增加一个区块加1），因为是创世区块，所以为0。

Timestamp 这个区块创建的时间，是2009年1月3日18时15分5秒。

Received Time 是收到的时间，时间也是2009年1月3日18时15分5秒

Relayed By 中继，未知。

Difficluty 难度，代表挖矿的难度值，后面会讲到，数值为1。

Bits 位数

Size 表示区块的大小，是0.285kB

Weight 区块重量，主要是隔离见证和矿工使用的。

Version 表示交易数据结构的版本号

Nouce 是矿工在区块头上添加的哈希值数据，后面会讲到

Block Reward 是这个区块奖励的数量，第一笔是50BTC

第2部分 Hashes（哈希值）

Hash 是这个区块的哈希值（哈希是一种算法，把数据变成一串数字代码），是这个区块的唯一编号

Previous Block 是这个区块前面一个区块的哈希散列值，因为前面没有，所有全是0

Next Block 是这个区块下一个区块的哈希值

Merckle Root 是默克尔根，这是一种二叉树的计算方法，通过Merckle Tree，将区块头与区块体（大量交易）连接（之后有详细介绍）

第3部分 Transctions （交易详情）

是这个区块所记录的全部的交易情况，每一笔交易都包含交易的时间、输入地址、输出地址、交易的数量等信息。因为这一笔交易没有输入，所以Input为0，而交易的数量是系统奖励的50个BTC。

以上这些就是一笔比特币交易的全部信息。你看，比特币也不是那么复杂嘛！

 

下面，我们将逐渐揭秘比特币到底神秘在哪里，我们先从中本聪的《比特币白皮书》开始了解。如果要想了解区块链，比特币白皮书是必读的。

02 比特币简明工作原理

1.比特币解决的痛点

比特币到底是个什么东西呢？中本聪是这样定义的：

是一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的金融机构。

为什么要创建这么一个比特币呢？中本聪指出：我们非常需要这样一种电子支付系统，它基于密码学原理而不是基于信用。

换句话说，比特币能够让交易不再需要中间机构，直接用密码学就能实现人和人之间流畅的交易。（有这样的愿景，被打击也就不奇怪了！）

2.比特币记账与挖矿

传统的交易，除了线下我们可以直接一手交钱、一手交货，不需要第三方，远距离不见面的交易我们必须要一个中介机构。

比如我们在淘宝上买东西，就是通过支付宝，我们把钱提交到支付宝里面，双方都确认之后，然后支付宝再把钱打给到另外一方。我们转账也是这样，我们把钱打给一个金融机构，这个机构把这笔钱打给我们需要交易的人，金融机构就是这个第三方。

比特币是怎样运行的呢？

你可以把比特币理解成一个软件，它在计算机上运行。它的核心功能就是维护一个账本，这个账本与我们现实中账本的不同之处在于，所有的账本都是一样的！

所有的交易都是记在一个账本上，这样就不会有人提出异议了。但是，谁来负责记账呢？——这是一个关键问题。

中本聪用一个天才的方法把这个问题解决了，这个方法就是——挖矿。

挖矿的矿机其实是一台能进行告诉计算的电脑，每台装有比特币软件的电脑都可以通过竞争的方法来记账，记账的过程就是把一批交易进行打包，形成一个区块，就像我们前面看到的那样，这些区块一个个首尾相接，就形成了区块链。

 

为了奖励这些为交易打包的行为，比特币对记账的矿工进行奖励（刚开始是50BTC，现在则降到了12.5BTC），另外还有这个区块里面所有交易的手续费也都归这个区块所有。

记完账之后，就迅速把这个消息通告到全网，那么还没完成记账的电脑就放弃当前的记账工作，转而下一次竞争。

所以，很多人说挖矿就是在消费电能，可以这样理解：消耗的电能是为达成交易共识所必须付出的代价而已，如果不消耗这些电能，就需要一个庞大的金融组织来实现这笔交易，你说哪个消耗更大呢？

为了维持这个共识，矿机所产生的价值要远远大于电能的消耗。

3.谁来记账？

这么多矿机，谁来负责记账呢？这就要提到一个概念——PoW（Proof of Work），也就是工作量证明。

矿工所做的工作其实就是来产生一个随机的哈希值，在第一部分我们讲到，你可以返回去看看，这个值是nounce，也就是随机数。

这个数的生成是一道算术题目，谁先把这个问题解出来了，就由谁来生成这个数字并添加进这个区块头里面，它也就能获得这个区块的奖励和所有的交易手续费。

因为有奖励，想挖矿的电脑越来越多，也就是算力越来越大，所以挖矿的难度一直在增加。前面我们提到的难度（Difficulty）指的就是这个。

刚开始难度非常低，每个人用电脑CPU都可以挖矿，获得奖励，后来有人发现，用显卡挖矿的效率比CPU高几百倍（发现这个秘密的人，就是那个传说中的用1万个比特币买了一张披萨的工程师）。

前面我们提到挖矿的难度是1（你可以翻回去看看那张图），那么现在的难度是多少呢？

我们可以看一看现在的难度，这个区块是我写文章时最新的一个区块，高度是#508376（你可以通过浏览器https://blockchain.info，非常快捷的获取这些数据）。

 

我们看到最新的难度值是2,874,674,234,415.94。也就是说，现在的难度系数比2009年增加了两万亿倍，个人的CPU如果要挖的话，需要十万年才能挖到一个区块。

中本聪用这种巧夺天工的方法保证了任何人与人之间都可以构建安全的交易，让人和人之间不再需要第三方而能建立起信任。所以，美国经济学人把比特币称之为“制造信任的机器”。

而信任就是货币的本质，把比特币称之为数字黄金一点也不夸张，反而十分的贴切。

03 比特币前传

这么伟大的比特币，它是怎么来的呢？

其实，我们提到的中本聪，很多技术他都不是始作俑者，他只是众多技术的一个集大成者而已。

他虽然在2007年提出了这个数字货币的概念。但是早在20世纪30年代，加密货币的最初设想就已经出现了。

1982年，大卫乔姆提出了不可追踪的密码学网络支付系统，而这其实才是今天比特币的老祖宗。

1991年 Stuart haber和 Scott stornetta 发表论文: How to TimeStamp a Digital Document,他们提出用时向戳确保数字文件安全的协议，这也时是今天所谓区块链链条的雏形。

1991年,菲尔齐默尔基于RSA公钥加密体系开发了一个邮件加密系统PGP,它 能够保证邮件内容不被篡攻。

1997牛,亚当拜克( Adam back)发明了一种哈希现金( Hashcash）算法机制，而哈希算法在比特币的白皮书中,就被中本聪用来解决了零信任基础的共识问题。

1998年,戴伟（Wei Dai）提出了匿名的、分布式的电子加密货币系统B- money（这肯定是一个华人嘛）。在比特币的官网上，B-money被认为是比特币的精神先导，中本聪与他的交流很多。

所以，中本聪在这些层不出穷的技术发展之上，于2007年提出了比特币的概念，并最终在2009年创建出了比特币系统。比特币的诞生过程，就像是一个接力赛，中本聪刚好是那个接了最后一棒的幸运儿而已。比特币的诞生其实是20多年密码和数字技术的积累和不断演进的结果而已。

 

然而，为了防止被强大的政府迫害，中本聪一直小心的隐藏着自己，他的公开信息都是通过暗网来传达，很多人试图找到他，但始终没有人知道他是谁。

2008年，他在密码朋克的邮件列表中提升了自己的创意。

2009年1月3日,中本聪发布比特币客户端，宣告了特币的诞生。

2010年12月12日,中本聪在比特币论坛发布了最后一个帖子，活动频率逐渐降低。

2011年4月，他发布景后一项公开声明，宣称自已已经开始专注于其他项目。

此后，中本聪消失，再未现身……

中本聪只是历史选择的一个替身而已，他的消失也宣布了源于比特币的区块链世纪，正式拉开了帷幕……