一根烟的功夫就可以明白区块链和比特币是怎么回事

一、区块链和比特币的关系

区块链就是由一节一节的区块组成的链条，是一个没有中心存储机构的账本；

比特币只是在这个账本上使用的一种数字货币罢了。

二、区块链系统是如何运行的？

1、每台接入系统的计算机都是一个节点，也就是参与者，都可以参与记账；

2、每个参与记账的，都能得到相应的比特币奖励；

3、但谁能记账？竞争规则就是在正确记账的同时要去解一个难题（SHA256），就是通常说的挖矿。谁算得更快，谁就能抢到这10分钟区块的合法记账权；

3、如果一个矿工解开这个难题，他将向全网公布他这10分钟内区块记录的合法性，并由全网其他矿工节点核对；

4、如果该区块记账的无误，所有其他矿工将在该合法区块之后竞争下一个区块；

5、***，就形成了一个合法记账的区块单链。

三、分布式记账

分布式的对立面是中心化。比如现在的银行系统、支付宝，他们的所有交易信息都是保存在中心化的平台上。

为什么会出现分布式记账？

在20多年，美国最早的一些极客们，他们担心随着互联网时代的快速发展，信息会被纰漏在网上，造成隐私泄漏。后来中本聪在前人研究的基础上，开发了一个新的电子现金系统，完全点对点，也就是分布式记账。

比如屋子里有10个人，一开始，每个人手里都拿着1000块钱。当小胡给小王转了10块钱后，同时又把这个行为告诉所有人，那么每个人都会记下来，小胡手里只有990块钱，小王有1010块钱；如果下次小胡再告诉大家，他又给小王转了1000块钱，所有人都会拒绝记录这笔交易，为什么？因为他们都知道，小胡手里只有990块钱。

区块链也一样，每个人都可以记账，每个人都非常清楚地知道每个账号有多少钱，来自哪里，所以当发生交易的时候，就可以去验证。

四、由谁来记账？为什么是你而不是我？

想要记账的那么多，到底谁拥有记账权？

唯一的考核标准，就是解一个难题（SHA256），谁解开了，记账权就归谁，这个过程也叫挖矿。

这个难题简单来说，就像是抛硬币，规定其连续出现正面的硬币达到某一个值，就算合格。如果只有一枚硬币，正面朝上的概率是1/2；如果是两枚硬币，都是正面的概率是1/4；如果三枚的话，概率就更低了。如果比特币要你同时抛256枚，每一枚都有编号，要求前200枚全部都是正面朝上，你想想这得抛多少次？是非常巨大的工作量。

我们经常会说，现在挖矿做的都是无用功，也就是这个道理。

五、矿工

矿工除了要解开难题，获得记账权，更本质的职能是“记账员”，比特币就是发放给他们的工资。

六、工作量证明（POW）

当一个矿工对一个区块拥有合法的记账权，那意味着什么？一定是他做了很多运算，所以这就是工作量证明的含义。

在现实生活中有很多这样的场景，比如大学读了四年，***拿到毕业证书，这个证书就是工作量证明，说明你有了四年的努力，虽然没办法跟踪证明这个过程，但是看到证书，就知道读完了大学。

七、共识机制

实际上，整个区块链系统就是一套共识机制。

比如刚才说的POW（工作量证明），就是一种共识机制，所有人都约好了，只要拿到这个数据块，哈希值满足一定难度，那么它就是合格的。

除了POW，POS也是一套共识机制，但它的基本核心理念，不像POW比拼算力，而是看系统里谁拥有的虚拟货币多。拥有越多，锻造区块的概率也就越大，维护这套系统的责任也就越重。

之所以会有POS的出现，是因为POW在整个社区里，引起广泛讨论，其中指责最多的就是做了太多无用功，浪费大量能源。在这个基础上，有人不断探索其他共识机制，到2012年的时候，POS就出来了。

构建一个区块，POW对所有人来说，难度一样；但是POS是一种权益或者利益模式，到目前为止，有很多的区块链用了这种机制。但这两种机制，到底谁优谁劣，目前整个社区还在讨论之中。

八、私钥、公钥

在解释这两个概念之前，先来了解一下非对称密码学。

其实，最初的密码是对称的，比如电脑上有一个文件，你给它加密和解密的时候，用的是同一个密码，就像一把锁，上锁和解锁都是同一把钥匙，这就是对称密码。这种密码学体系在二战中兴起，但有很大的缺点就是不安全。

到70年代时，非对称密码学就发展起来了，这种密码学有两个钥匙，一个是私钥，另一个是公钥，它们之间有某种数学关联，你有私钥就能计算出公钥；但你有公钥，并不能算出私钥。

虚拟货币就是通过这个算法来解决所有权的问题，开始你可以随机生成一个私钥，然后由这个私钥生成一个公钥，公钥再经过确定性的格式变化，***产生一个地址。

九、钱包

如何来管理私钥？就要用到钱包。

现在，有很多钱包可以用来管理私钥，大体上可以分为热钱包和冷钱包。所谓的热钱包，就是接触互联网的钱包；而冷钱包则不会接触互联网。

到目前为止，大家已经有一个共识，冷钱包存储私钥是***的选择，但是不同方式，也存在不同弊端。

比如写在纸上，就是纸钱包，这种方式确实比较安全，但用的时候非常麻烦；有的人把私钥存在电脑上，再拔掉网线，但是只要这台电脑联网，瞬间就变成热钱包，还是很危险。

那如何才能更好的保存私钥呢？

回答这个问题之前，我们先来看看在区块链中，一笔交易的发生过程。

***步：生成地址。生成一个私钥，然后获得一个地址。

第二步：接收。有了地址，任何人就可以给你转币。

第三步：查询。可以在区块链上查询，谁给你发的币，数量是多少。

第四步：构建交易。当你要转走币的时候，要构建交易，指定发给谁，发多少。

第五步：签名。用你的私钥进行数字签名。

第六步：广播。把签名之后的数据，广播到区块链中，等待矿工验证，一旦验证通过，纳入某个区块也就确认了。

所以，无论是一代还是二代区块链，上面这几步都应该有。

学霸他们就针对这个特点，设计了库神钱包，这是一个独立的硬件，也是一个冷钱包。它唯一的输入设备就是摄像头，输出设备是屏幕，而且绝对不联网。

很多人会问，不联网的话，是如何发挥作用的呢？

学霸他们的理念，就是把需要私钥的地方，放在一个独特的硬件里，也就是冷端；其他功能放在手机的一个APP里，叫热端。

那么冷端和热端是如何交互的的？

目前他们用的是二维码，因为二维码是图片，是一种非电磁波信号，是不能被监听的，绝对不会用WiFi、蓝牙，这样就保证了私钥的安全，而且使用起来还很便捷。

所以，在安全存储这一环节，冷储存是***的选择，尤其是对于拥有大量币的人。

还有一种情况是，有人拥有很多区块链资产，是不是每一种资产都要一个钱包？每一个链都要一个密码？每个地址都要一个密钥？

学霸说，不是的，现在的钱包已经可以存放多资产。只要两个密码就够了，一个叫种子密码，一个叫支付密码。

开始的时候，可以随机地让用户生成一个种子密码，当有了种子密码之后，要求用户再设置一个支付密码，这个密码必须记在脑子里，然后由这两个密码通过确定性的算法，就能算出来1号地址的私钥，2号地址的私钥……，所以，通过两个密码就可以管理很多私钥，进而管理很多地址。

以上就是关于区块链和比特币的一些最基本知识，当你能够耐心看到这里，恭喜你，已经成功迈入学霸行列。

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