分享记录|回归需求谈价值，比特币诞生的由来

首先，我想和大家分享一下我对区块链总结的几句话：因为贪婪而信任；结构存储数据黄金；分布式架构的未来潜力。

我认为其中最重要的是：因贪婪而信任。正是因为贪婪，将人类的欲望与区块链的共识联系起来才如此具有吸引力。

接下来我们站在巨人的肩膀上，观察过程。

1 逐步发明比特币

1、信任是如何建立的？

在回答这个问题之前，我们首先要了解区块链的特点：去中心化清算、分布式记账、离散支付。然后我们看看信任的建立。

1.1 用户第一需求：摆脱现金交易的不便

在人类社会的资源交换中，最初是用贝壳来衡量物品的价值，然后是金、银、铜和铁。直到现代，仍然使用纸币交易。但是随着社会的进步，人们觉得纸币不方便，想要想办法摆脱现金交易的不便，于是第一个需求就出现了。

那么我们是如何摆脱现金交易的呢？接下来，我将分享一些关于金融系统的内容，以帮助大家更好地理解协议和规则等概念。

我们将所有转账记录记录在整个公共账本中，并每月或一段时间进行结算，计算每个人的余额。这个系统存在两个问题：第一是身份验证；二是负债累累。

现代金融系统协议为这两个问题提供了解决方案：

首先是身份验证。大家都知道支票需要签名证书。在网络世界里，有一种电子签名这种东西，就是你可以用你的私钥添加内容，比如一个字符串，通过一个函数生成一串叫做电子签名的字符串。 ，然后使用公钥加上刚刚生成的内容和电子签名在网络上进行身份验证。

第二个是逃跑的问题。这个问题比较容易解决。首先，您需要将资金存入账户，然后如果您有余额就可以进行交易。

1.2 账本在哪里？怎么说呢？

在摆脱现金之后，第二个需求出现了：把账本放在哪里？怎么放？因为中心化系统有很多痛点：

一是效率低下，表现在跨境转账的时间延迟和成本高。

其次，肥胖银行金融体系存在弊端。所谓胖银行，就是中央控制货币，提高杠杆，产生金融泡沫，诱发金融危机。

第三，私有财产是神圣不可侵犯的。这里是精英与平民、剥削者与被剥削者在多个世界中角逐的风暴中心，也是中本聪一直在问的问题。

最直接的解决办法是：不去中心化组织，把所有的交易记录存储在每个人的本地，也就是说每个人都存储一个大账本。这样一来，问题就变成了：我们如何实现分布式记账？

拆分和点击传播这个词。我要发起一笔交易，先把这笔交易加入账本，然后向全网广播，告诉大家我今天要转三百块给张，让大家知道大家都同意这笔交易，将其保存到您自己的本地分类帐中。互联网架构发展非常成熟，互联的问题已经解决，但同时也出现了新的问题：

首先是同意问题。为什么每个人都同意我的广播数据？

第二个是同步的问题。世界上有这么多节点，我们如何确保所有账本都是同步的？

第三个是信任问题。添加交易的时候，别人怎么相信我这个交易不是随机添加的？

说到信任，不得不提拜占庭将军的问题。

大概是这样一个场景：我们假设有九位将军要攻城，然后设定这九位将军必须一起攻城才能成功。只要他们中的任何一个不攻城，攻城将军就会被歼灭。然后当他们不知道其他将军的决定时，他们面临一个问题：我应该进攻还是不进攻？解决的办法是建立一个渠道，比如派信使，让每个将军都知道其他八位将军的决定是什么，然后少数服从多数，共同决定是攻城还是撤。

那么问题来了，万一九大将军中有叛徒或奸细呢？间谍很容易通过这个系统破坏每个人的一致性，导致全军覆没。如何解决渠道间谍的情况，如何达成共识？是这个问题的核心。

是否可以找到可以用通信协议完成的存储结构：

让您放心，世界上每个遵守相同协议的人都拥有相同的账本

欺诈和伪造是极其昂贵的，甚至是不可能的。

1.3 中本聪的解决方案

**中本聪的解决方案是：区块链+P2P网络分布式存储。 **P2P网络分布式存储已经存在，更关键的问题是如何存储？就是区块链。

区块链是区块+链。简单理解，块就是一张可以记录内容的白皮书，链就是端到端连接的链表数据结构。可以想象成一个大账本，也就是区块链，存在于每个人的手中。

这里有两个问题，中本聪给出了相应的解决方案：

如何先连接？通过哈希函数链接。

第二个信任谁？信任工作量最大的链。

具体来说：

我们使用哈希函数进行连接。什么是哈希函数？一个字符串比特币诞生于哪一年，输入后会生成一个256位的101010，其特点是：

首先，你不会做计算，也找不到FX的显式表达，也就是说你不知道fx=x²+1。

其次，只需稍微改变输入，整个输出就会发生巨大变化。

第一层保险：上述存储结构——工作量证明

假设有一个Ledger记录了Alice支付给Bob，我们需要做的是计算一个特殊的数字，使得最终输出的hash值的前30位为0，只要前30位是0，可以在该块之后添加下一个块。也就是说只能连接这个特殊数的hash值的前30位。

**这样做的好处是不可篡改。 **篡改任一值的结果需要重新计算所有关键数据。因为这样的结构，无论是改变任何字符还是交换两个块的位置，所有的连接都会被中断。 （具体演示过程请看视频）

第二保险：激励+最长链确认+概率

我个人认为这是一个非常漂亮的算法，因为看起来难以置信的事情，正是因为贪婪这个关键点，刺激了“利益”，让大家相信了。这个“好处”就是挖矿。挖矿实际上是困难的工作量证明。矿工要做的包括：接受交易信息，构建区块，广播区块，然后获得新的“币”作为奖励，所以区块就像一张小彩票。

例如，国王有一个如花似玉的女儿。很多人都想娶国王的女儿。国王太难了。他应该娶谁的女儿？他想出了一个办法比特币诞生于哪一年，问这些人一个难以解决的问题。谁先想出来，谁就能娶到国王的女儿。这里国王就是区块链，国王的女儿就是区块，这些人就是矿工。

**注意：区块记录交易。只有当国王的女儿结婚时，才能产生新的交易。这是一个非常关键的节点。 **所有矿工共同维护区块链的交易系统，因此必须给予矿工利益。在中本聪的系统中，每个创建新区块的人都可以获得比特币奖励。中本聪将奖励设计为每 210,000 个区块减半，因此比特币总量为 2100 万。

可能有人会问，如果所有的区块奖励都挖出来了怎么办？这涉及到交易费用。矿工的奖励有两种来源：发现奖励和交易费用。每笔交易的一小部分作为交易费用。

作为用户，我应该信任哪个区块链？小心，不要马上相信，假设你现在正在听整个区块链，一定要提升自己。只是不要站在使用区块链的角度，而是觉得我们看到的是一个网络，世界上所有和我相连的节点，我们听到的是这个节点上不断更新的数据。矿工说他找到了一个特殊的证书后，不要立即相信他。您必须等到生成几个块。在比特币系统中，它通常会等待 6-7 个区块，然后才确认新创建的区块是可信的。每个人都同意。

假设爱丽丝要控制整条链，所有的交易都是她做的，中间加了很多步骤，要从一个账户里偷钱，她必须说每笔交易都得由我来建，那么她就是在竞争与世界上所有的矿工一起，而我作为用户一直等待，直到 6 个区块才信任此交易，除非 Alice 能够胜过所有矿工，并且比所有矿工一起计算这 6 个区块的速度更快所谓最长的链条，否则不可能实现她的伎俩。

这就是我们所说的共识攻击问题。理论上只需要51%的算力就可以搞定，但是想想，还要等6-7个区块才能确认。如果这6个区块都是你自己生成的，51%是1/2的6次方，很难做到，所以是概率问题。

效率降低是获得去中心化共识的绝对成本，技术上没有办法真正解决。

区块容量，区块创建间隔

让我们看一些有趣的问题：

问题1：为什么一个block中不能出现non-overrun的情况

我们之前提到金融系统协议中有一个东西叫做非过度支出。为什么不可能在区块链中进行非过度消费？其实很简单，因为整个大账本包含了世界上的每一笔交易，可以逆向推算出任意地址的余额，而产生币的方式就是通过挖矿。挖矿可以说是凭空产生币。一种方法，每次找到一个特殊号码时，给它一个地址，系统会通过代码自动将硬币添加到您的地址中。并且其他人不能超支，因为如果地址中没有货币，就没有办法转账交易，这就防止了程序超支。

问题2：每个区块有多大？

每个区块记录一个转账交易，那么这个区块有多大？扩展可以是1M也可以是10M，数字越大，一个block可以承载的传输越多。但是我们不能让块太大。区块链的分布式存储数据库会随着时间的推移越来越大，因为区块会不断增加。

中本聪设计的比特币区块大小为 1M，最多可承载 2400 笔交易。

问题3：如何确定哈希摘要前面0的个数？

这是动态调整的，涉及到两个问题：0的数量和出块的时间间隔。难度根据全网算力进行调整。这也是一个概率问题。到这个值。 0越多，整个网络的计算能力越强。通过调整0的个数，保证出块速度在10分钟左右。

总结：区块链解决分布式账本对的痛点

记住双重保险。

第一步：利用链式结构和分布式存储解决大账本的篡改问题。

第二层：通过贪婪解决信任，也就是共识，用最长链确认+激励矿工确保不是同一个人一直在创建新区块，解决中心化问题。

2、如何用比特币交易

区块链系统中有一个名词：UTXO（未使用的交易输出），可以比作人民币的面值，每块5元。 1个比特币等于1亿聪，是UTXO的最小单位，相当于一个比特币最多可以分成1亿股。 UTXO有一个特点：它等于一个货币重估的数量和一个密码锁。这个密码锁相当于一个红包加一个支付宝密码，保证交易的安全。

假设我是一个用户，想要购买3.1BTC的商品，而我只有4BTC的UTXO，我需要建立一个0.8BTC的UTXO作为零钱，剩下的0. 1BTC作为交易手续费，然后构造交易字段，输入我的地址和对方的地址，广播到比特币网络，等待矿工挖矿，等待确认，交易完成。 UTXO是通过不断的交易产生的，

3、真正的比特币网络是什么样的？

全功能节点包括钱包、矿工、完整区块链、网络路由节点四个模块。

网络路由节点是关键，它是连接所有不同节点的枢纽，相当于世界上的一台服务器或基站。上图是比特币网络的示意图。从图中可以看出，比特币并不是一个完整的P2P系统。中间还有服务器，用来连接各国网络，在两个大节点上完成本地网络信息的处理和汇总。交互以提高整个网络的效率。

4、比特币区块链交易处理能力