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關于區塊鏈比特幣的一點學習心得
關于區塊鏈比特幣的一點學習心得
Lalin
似乎突然之間，一個新名詞——區塊鏈就火了起來。為了理解這個新名詞，空閑時間看了很多文檔和資料，到目前為止，終于有了一個較大的進步。
要理解什么是區塊鏈，就得先理解什么是比特幣。
從遠古的石器時代開始，人與人之間的交易是以交換石器實現的，例如A給B一塊石器可以換回B的一定量的食物。這個交易過程中石器可以被稱為當時意義上的貨幣。很長一段時間，貨幣都是商品間接交換的一般價值形態的表現，最初被固定在某些特定種類的商品上。到后來，這種特定商品逐漸變為金銀銅等金屬鑄成的錢幣形式。到了北宋時的"交子"、"錢引",南宋時的"會子",貨幣才變成真正的紙幣。到如今，貨幣已經經歷了實物貨幣、金屬貨幣、紙幣和信用貨幣幾個發展階段。
然而，這些階段，貨幣的發行都是一直由特定人群或政府控制的。正因為貨幣是由人或機構控制，才容易出現通貨膨脹等情況。
比特幣的出現，堪稱一個革命性的構想，它只是一串數字，背后沒有任何資產支持，也沒有任何人負責，但它可以被當做錢。而錢是價值的代表，錢本身不具有任何意義，是因為人賦予了它價值，所有人都相信它，并用它作為商品交換的工具，它才成為了錢。
而比特幣就是一種可信的數字憑證，它是無形的，沒有實物承載它的價值，它只是一個記錄，一串數字，所有的交易都由互聯網完成。有了信用卡銀行卡，我們可以不用紙幣，而有了比特幣，我們可以不再需要信用卡銀行卡。
比特幣無人管理卻可以自行運作的原理是它依靠非對稱加密技術和區塊鏈。加密和解密需要兩把鑰匙：一把公鑰和一把私鑰。公鑰是公開的，人人都可以查看，私鑰是保密的，僅限使用者查看和擁有。
比特幣能夠作為錢的原因是因為它無法被輕易偷走，無法被偽造也無法大批生成。無法被偷走是因為它依靠私鑰加密，別人僅能用公鑰解。你不知道別人的私鑰，未解密的比特幣就只是一串怪異的亂碼，你無法取走它。無法偽造是因為比特幣來源于礦工（后續有解釋）的獎勵，礦工只有新建區塊才能獲得獎勵。而新建區塊是一般人無法做到的。它無法大批成也是因為比特幣的發行速度是穩定的（現在每10分鐘新增12.5個，然后每四年減半，最終停止增長），因此不會像紙幣那樣，政府濫發導致通貨膨脹。
能夠使用比特幣交易的前提是先要擁有自己的私鑰和公鑰。比特幣交易所開戶時會先由軟件依靠算法生成一個比特幣錢包存放這對公鑰和私鑰。依據私鑰可以計算出公鑰，而公鑰無法推算出私鑰。別人能用你的公鑰解開你的比特幣，則證明這筆錢確實屬于你。但只有你用自己的私鑰才可以取出屬于你的錢，否則無效。
公私鑰對的生成依靠數學算法，較著名的有：RSA密碼體制，ElGammal公鑰加密體制和ECC橢圓曲線公鑰加密體制等。下圖為RSA加密體制的示例：
大二密碼學的筆記，當時為趕老師講課速度記的
字太丑請見諒
為保證你有自己固定的錢包，公鑰會生成一個較短的易于傳播的散列值叫做指紋，作為你錢包的地址。別人向這個地址付款，你就會收到這筆錢。而你的錢包屬于你，可以用你自己保管的私鑰證明，因此私鑰的保護至關重要。
比特幣的交易，就是從一個地址到另一個地址。交易時，支付方還要提供上一筆交易的散列值（從哪里得到這筆錢），本次交易雙方的地址（錢從哪里到哪里），支付方的公鑰（用途是：通過公鑰算出指紋即錢包地址確認公鑰屬實）以及支付方的私鑰生成的數字簽名（用途是：用公鑰解開數字簽名，保證私鑰屬實）。
交易記錄會寫入一個中央數據庫。只有數據寫入了數據庫，這筆交易才算完成。
這個數據庫是一種特殊的分布式數據庫，它沒有管理員，是徹底無中心的。任何人都可以自己配置服務器加入區塊鏈網絡，成為其中的一個節點。節點之間互相平等，系統中的數據塊由整個系統中具有維護功能的節點來共同維護。除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人公開，任何人都可以通過公開的接口查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。數據庫的信息不可篡改，一旦信息經過驗證并添加至數據庫，就會永久的存儲起來，因此它具有非常高的數據穩定性和可靠性。
這個數據庫就叫區塊鏈。
區塊鏈由一個個區塊組成，每個區塊都包含全網完整的數據記錄。每次寫入數據，就是創建一個區塊。區塊由區塊頭和區塊體組成。每個區塊都有其特定的散列值（散列值通常用一個短的隨機字母和數字組成的字符串來代表，散列函數把消息或數據壓縮成摘要，使得數據量變小，將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合，重新創建一項數據，計算具有不可逆性即可以通過原數據計算出散列值，但不能通過散列值倒推出原數據），依據區塊頭的各項特征，計算出其散列值（每個區塊的散列值長度相等）。區塊頭的散列值既包括當前區塊體的散列值，還包括上一個區塊的散列值。
因此只要區塊中的數據改變了，該區塊的散列值就會改變，從而引起區塊鏈中所有區塊散列值的改變，這也體現了區塊鏈的不可篡改性。
每個節點（區塊）之后只能連接一個區塊，新區塊的添加要通過大量的計算（新記錄的添加要經過大量計算才能算出新的有效散列值，再通過連接傳遞到全網其他節點，使其他節點保持同步），因此不可能在短時間內生成一個新的區塊并達到整個系統的一致性和穩定狀態。計算散列值的機器叫做礦機，操作礦機的人叫做礦工，這個計算并加入區塊鏈的過程就叫采礦。
要經過無數次無意義的計算才能生成有效的散列值，因此采礦的過程既耗費資源又需要較長的時間。目前來看，由于寫入數據不能實時使用，挖礦的收益不一定能維持本身的成本，區塊鏈的應用場景還是有限的。
當人類第一次沒能在國際象棋上贏過計算機之后，歷史就邁入了另一個節點。
作為歷史夢境的觀看者，作為歷史節點的締造者，我們見世界從濃霧中走來，又向濃霧中走去。當我們從一個夢境趕赴另一個夢境，時間就成了渡河的筏。
贊美科技，贊美人類！
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