区块链起源和比特币概述（第 1 部分）

1、什么是区块链？

让我们先弄清楚鸡和蛋的问题。 其实在比特币出现之前，并没有区块链这个名词。 从数字货币中提取的概念。 就这样，比特币反而成为了区块链中的数字货币，成为最早使用区块链技术的数字货币。

2008年11月，一位名叫“中本聪”的神秘人物在P2P论坛上发表了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》。 代币白皮书。 比特币已成为区块链技术中的第一种数字货币。 因此，要了解区块链，首先要对比特币有一个基本的了解，我们就从比特币的起源说起。

2. 比特币的起源

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2008年，由于美元过度扩张，引发了金融危机，人们的财富缩水，进一步激起了极客们对现行金融体系的不满。

2008年11月，中本聪在论坛上发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》。

2009年1月，比特币网络上线区块链中比特币的发明者是谁，第一版开源客户端发布。 中本聪在芬兰赫尔辛基的服务器上挖出了第一个比特币区块，并获得了 50 个比特币作为奖励。 中本聪当天在《泰晤士报》头版刊登了头条新闻“The Times 03/Jan/2009, Chancellor on brink of second bailout for banks”（译文：《泰晤士报》，2009 年 1 月 3 日，Chancellor of the Exchequer is standing On the verge of the second bailout of the banking industry），写在创世区块中，表达了对当前金融体系的讽刺。

3. 比特币的发展 3.1 比特币的第一次转账。

当中本聪测试传输系统时，他向可重复使用工作量证明的发明者 Hal Finney 赠送了 10 个比特币。 【区块高度170】

3.2 最早的价格记录

2009年10月，一个早期比特币论坛的创始人将5050个比特币转给了一个试图计算比特币价值的人，这个人也按照自己的计算方法向论坛创始人支付了5.02美元。 这是比特币最早的价格记录。

3.3 第一次实物交易

2010年5月22日，美国程序员Laszlo在比特币论坛上发帖称，他希望用1万枚比特币换取两个价值25美元的披萨。 一位名叫 Jeremy Sturtevant 的英国人与 Laszlo 达成了交易，这是比特币第一次有一个公平的价格。 为了纪念这笔交易，人们将每年的5月22日称为“比特币披萨日”，而这两款披萨也成为了史上最贵的披萨。

3.4 比特币系统的漏洞

2010 年 8 月，在比特币协议中发现了一个严重的漏洞。 比特币交易在进入区块链之前不需要经过 POW 认证。 很快，这个协议缺陷就被纠正了。 这也是比特币迄今为止发现的唯一重大缺陷。

3.5 价格现状

2017 年 12 月 17 日，比特币达到 20,089 美元的历史峰值。 最高涨幅为800万倍，以2018年9月6500美元的价格为基准，涨幅为260万倍。

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比特币网络算力曲线

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比特币价格历史图表

4. 什么是比特币？

比特币系统在形式上是一个人人都可以下载运行的软件。 本软件可以生成比特币地址，具有发送和接收比特币的功能。 每台运行比特币软件的计算机都是比特币网络中的一个节点。 理论上，每台下载了全节点的电脑都可以使用软件进行比特币挖矿。 比特币挖矿需要计算能力。 由于目前比特币网络的总算力惊人（51.35EH/S），可以说单台机器能挖到的概率为零。

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由于比特币系统最初是为了解决当前金融系统的缺陷而设计的。 因此，比特币系统本质上是在网络世界中创造了一个理想的电子货币系统，而比特币就是该系统发行的实现货币价值转移的数字货币。

5、比特币有什么特点？ 5.1 权力下放

我们在传统金融体系中进行转账交易时，必须有一个中心化的中介机构作为信用担保，比如有国家背书的银行，有阿里背书的支付宝。 比特币首次在网络上完美实现了去中心化的点对点转账交易，无需任何中介机构作为信用保证。 这很像我们现实世界中的现金交易场景，即价值在两点之间直接传递，没有任何中心化中介，是去中心化的。

5.2 全球化

比特币转账交易就像发送邮件一样简单，成本低，没有任何限制。 比特币因此被用于跨境贸易、支付、汇款等领域。 请记住，这发生在没有中介、没有银行、没有交易所、没有限制、没有中间商的情况下。

5.3 交易记录透明，交易者匿名

比特币系统中的每一笔交易都可以在比特币交易浏览器中查询，包括交易双方的交易地址，但该地址对应的交易人是匿名的。

5.4 自下而上的分配方式，总量不变

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比特币系统使用代码实现货币发行，总量为2100万枚。 最初，矿工每挖出一个区块奖励 50 个比特币，每四年衰减一次。 目前每笔奖励12.5个比特币。）2140年挖出最后一枚比特币，总量锁定2100万枚。

5.5 可分离性

1 BTC = 10^8 聪（聪）

传统货币和贵金属货币都有分割成本，但比特币可以无限分割且无成本。 当比特币因升值而不能满足低价值商品交易时，可以拆分为比特币。 但是，小额交易仍然存在交易手续费的问题。 因此，比特币还有很多问题需要解决。

6. 比特币系统是如何运作的？

从系统运行的角度来看，比特币是一个运行在互联网上的去中心化记账系统。

6.1 集中核算系统（银行）

帐户内容记录在银行的中央数据库表中：

当张三想通过自己的账户转账50元给王五时：

银行会先确认您的身份，审核通过后，银行会执行您发送的转账指令，并添加转账记录。

同时修改银行数据库中张三和王五的余额，如下图：

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6.2 去中心化记账系统（比特币）

每台运行比特币软件的计算机都称为一个节点。 大量的节点相互连接，形成一个像蜘蛛网一样的P2P（点对点）网络。 简单用四个步骤来表示比特币的交易过程。

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第一步，当张三从软件中向王五发送50个比特币，软件对这笔交易进行校验后，广播给全网的矿工节点。

第二步，收到广播的矿工会检查张三的签名和未使用的比特币余额是否足够。

第三步，通过后，矿工将这笔交易暂时放入一个交易池中，根据所有交易者提供的交易手续费和矿工收到交易信息的时间进行安排。 与此同时，矿工的设备也在不停地计算系统给出的计算题。 任何矿工如果最先解出正确答案，将获得一次记账权。 矿工会将交易池中收到的交易信息打包成一个数据块，然后与前一个块连接起来。 这个过程就是记账。 张三转给王舞的交易信息都包含在这个区块中，两个账户的可消费余额也发生了变化。 王五的余额增加了50个比特币，张三的余额减少了50个比特币。

第四步，矿工节点将获得记账权和打包区块的信息向全网广播。 收到信息并通过验证后，其他节点将更新自己的账本。 同时，停止解决问题，继续下一步。 一轮计算竞赛。

这四个步骤是一个简化的过程，为了便于理解，与实际情况略有不同。

我们可以看到，全网节点同步后，任何人都很难篡改交易记账。 比特币网络不经过中心化组织，为交易双方提供可信的交易方式，从而完成价值在网络中点对点的传递。

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上图是一个比特币账本的示意图。 记录比特币交易数据的电子账本页面称为区块。 当分类帐页像链条一样按时间顺序连接时，它就成为区块链。 一台运行比特币电子现金客户端软件（全数据）的设备都会有这样一个账本，记录了自比特币网络上线以来的所有区块，他们共同同步维护着这样一个账本。

七、比特币发行计划 7.1 比特币总量

比特币总量设计为2100万枚，别问为什么是2100万枚，我也不知道。 如果你有兴趣，可以看看这个帖子（）。 这2100万个比特币不是一次性释放出来的区块链中比特币的发明者是谁，而是在比特币网络系统中以奖励记账矿工的形式逐步释放出来的。

7.2 什么是miners、mining、mines。

在比特币网络中，争夺记账权的节点设备被称为“矿工”。 矿工争夺记账权的过程称为“挖矿”。 这些节点设备聚集在一起挖矿的地方就是“矿场”。

7.3 矿工为什么要争夺记账权。

为了获得比特币系统给予的奖励。 比特币程序代码规定，平均每10分钟记录一次全网的交易信息，即产生一个新的区块（block），系统将比特币奖励给争夺记账权的矿工。 奖励金额为50个比特币，每21万个区块（约4年），奖励给记账矿工的比特币将减半，直到2140年，即发行2100万个比特币。 2012年和2016年区块高度分别为21万和42万区块时，两次奖励减半。 目前每个区块的奖励为12.5比特币，2020年将迎来第三次减半，届时奖励为6.25比特币。

这些规则已经被写入程序，运行在每个使用比特币软件的人的电脑上。 如果达不到95%的共识，任何人都无权修改。

任何能够获得记账权的矿工，都可以将一定时间内收集到的交易信息打包到一个新的区块中，并获得相应的奖励。

7.4 矿工如何争夺记账权。

比特币网络中有这么多矿工节点，你如何决定谁来保管账本？

只有正确回答问题的节点才有记账权。 所有想要记账和获得奖励的节点需要同时解决一个问题。 谁先解出答案，谁就可以将最近收集到的交易内容写入区块并上链，广播给其他节点。 其他节点收到广播后验证你的回答正确后，就会停止解决问题，同步更新自己的区块链，然后继续回答下一个问题。

每2016个区块（约两周），根据解题速度调整题的难度，保证平均解题时间稳定在10分钟（即平均10分钟到增加一个块）。

现在解决比特币系统给出的问题的难点是与一个前18位为0的64位数字（0000000......）发生碰撞。节点对接收到的广播交易数据进行验证后，将被放入一个池中进行打包，他们将生成一个准备上链的区块。 比如这个区块的内容是“张三给了李四5个比特币”。 在这个内容后面加上一个变化的数字，用一个SHA256算法对其进行哈希（SHA256（张三给了李四5个比特币+100101）），将计算结果与当前难度值进行比较（前18位为0的64位） )，如果小于难度值，则题解成功。

这有多难？ 比特币目前的算力是5279.13P/s，相当于每秒运算多少次？ 每秒哈希碰撞次数=1000的5次方*5279.13，按照这个计算速度，平均10分钟可以解决一个问题。

8.结束

比特币的诞生和发展无疑是一次伟大的社会实验。 2009年1月以来，比特币走势跌宕起伏。 在白皮书《比特币：一种点对点电子现金系统》中，中本聪并没有提到区块链（blockchain），只是在描述数据结构时只用了区块和链两个词。 后来人们在提炼比特币等数字货币的底层实现技术时，将抽象出来的技术体系用区块和链来表达，创造了区块链这个词。 可以说是比特币的底层设计思想，衍生出了区块链blockchain的概念。

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