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大家都在谈论的区块链和矿业到底是什么?一篇文章带你读懂比特币

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人人都在说的区块链和挖矿到底是什么?一篇文章带你读懂比特币

这篇文章是写给不熟悉比特币和区块链的读者的。不需要任何数学和计算机知识。

比特币价格大起大落,造成戏剧性的疯狂行情。结果,区块链被推到了风口浪尖。新玩家不断进入市场,各种区块链数字货币层出不穷。区块链技术在各个领域的应用,3354甚至在科研中应用的可能性,被越来越多的提及。

然而,对于普通观众来说,无论是比特币还是区块链,都还是无法理解的东西。如果说“买10台挖掘机挖比特币”、“高价收集实物比特币”等情况只是笑话的话,将区块链作为传销工具的做法,只能让人感叹传销犯罪分子无孔不入。

吃着瓜或瓜子,你如何理解区块链和区块链的数字货币?本文将分为两部分来拆解这些问题:第一部分是区块链和比特币的本质;第二部分是区块链电子货币在后续发展中面临的问题。

三个关键词告诉你比特币是什么。我们可以把比特币和区块链网络看成一个游戏。玩家是游戏的参与者。

电子签名

在游戏中,每个玩家可以拥有几个钱包,里面当然装着钱。但是钱包是匿名的,电子签名是用来识别和保护玩家的。电子签名的作用是证明钱包是你的,你有权从里面花钱。电子签名分为两部分,一部分是公钥,一部分是私钥。在其他玩家眼里,公钥是你的钱包,而私钥是你每次花钱都用来证明自己在花钱的东西。你要保护它不受别人伤害!每一笔交易,游戏都会用公钥和私钥一起计算,证明钱包是你的,防止恶意玩家假装你付了钱或者作假替你收钱。

区块链

如果电子货币只是一个虚拟数字,任何玩家都可以随意修改,这肯定是不行的。区块链是用来防止凭空造钱的武器,也可以防止一笔钱被恶意花两次。

游戏会把所有的交易串在一起,形成一个集中的账本,里面包含了从第一笔交易开始的所有账户,也就是一个交易链,这样游戏就可以知道每个钱包的余额,新的交易也会被纳入这个账本。任何凭空造钱的行为都会被识破,任何花一笔钱两次的行为都会被识破。

但是这个账本存在哪里呢?因为游戏中没有中心管理者,是分散的,所以原则上每个玩家都有一本账本。

每笔交易都要经过所有玩家的确认。每个玩家都有责任保证系统的安全,但实际上很难做到。只有部分玩家可以做这个确认操作,这就给恶意玩家创造了机会,他们可以篡改和伪造自己的账本副本,造成混乱。因此,需要设计一种机制来增加伪造账本的难度,同时也便于识别伪造的账本。

散列算法

这种防止伪造的方法就是哈希算法。

哈希算法可以将任何原始数据,无论是图片还是文字,对应到一个特定的数字,这个数字就叫做哈希值。如果数据被篡改,计算出的哈希值会发生变化,这样就可以解决识别伪造和防止伪造的问题。BT下载使用的MD5码是一种哈希值,用来验证下载的视频没有被篡改或感染病毒。

散列算法有一个伴随的缺点。生成不那么容易伪造的哈希值需要大量的计算机资源,没有人会自愿这样做。有些玩家在游戏中被鼓励以奖金的方式计算哈希值,他们被称为矿工。时间上接近的几个交易将被组合形成一个区块链块来计算散列值,确保账簿难以被篡改。

当然,一个恶意的矿工仍然可以伪造账本,然后重新计算所有账户的哈希值,然后要求其他矿工复制他的账本,只要他的计算能力超过一半以上的矿工。但是随着矿工越来越多,这种事情就不太可能发生了。

比特币会被攻击吗?破解比特币的思路是试图找到其核心功能的弱点。例如:

攻击电子签名算法,偷别人钱包里的钱;

攻击区块链,增加其他矿工的成本,减少矿工的数量,这样你就可以获得更多的奖励,或者试图控制绝大多数的矿工,这样你就可以恶意修改账本了。

这些袭击有可能通过什么手段实施?

1.量子计算机

量子计算机比传统计算机更快。2016年,谷歌和美国宇航局建造了比普通计算机快1亿倍的量子计算机。当然,这项技术到目前为止还处于实验阶段。

电子签名技术中使用的公钥加密算法很容易被量子计算机攻破,恶意玩家可以尝试伪造钱包盗取他人钱财。比特币技术的维护者考虑过这个问题。虽然目前大部分电子签名算法可能会失效,但是仍然有一种叫做Lamport的签名算法可以抵抗量子攻击。

量子计算机的计算能力是惊人的,但是破解哈希算法还是比较困难,所以用量子计算机伪造账本还是不可能的。而且由于钱包是用哈希算法加密的,所以不容易被恶意玩家盗取他人钱财。据估计,破解哈希算法的量子计算机需要1500多个量子比特,目前的技术只能达到100多个量子比特。

虽然量子计算机听起来是个可怕的对手,但只有IBM和Google这样的大公司才有足够的财力和人力来开发和使用它。恶意玩家利用量子计算机的可能性很低。

当然,比特币只是最著名的区块链电子货币之一。很多新兴的电子货币都是用反量子计算设计的,比如2015年成立的IOTA。量子计算机破解电子货币的可能性不高。

赶走竞争对手

恶意矿工也可能试图垄断所有奖励,试图控制游戏并重写书籍,以凭空为自己创造金钱。为此,他可能不得不赶走其他矿工。怎么做?

他可以设法让其他矿主买不起采矿硬件。他可以尝试提高电能成本来增加其他矿工的开支。他可以增加网络成本,让自己的网速比别人快很多,或者恶意拖慢别人的网速,或者让别人的网络无法传输比特币交易数据。美国最近取消“网络中立”也会引起类似的问题。

总的来说就是增加别人的成本。这样,拥有更多计算资源、更大网络带宽、负担得起电费的玩家可以继续挖矿,更有机会掌控整个游戏。但是,这样的操作需要足够的财力,这并不容易做到。

3.增强信心

除了技术手段,还有使用比特币进行实际消费的消费者的信心,主要是比特币的信用。

虽然游戏的匿名性有助于防止个人隐私泄露,但也容易助长黑市交易。使用不合理的技术也会助长庞氏骗局。然而,当用于智能电网和物流系统等工业基础设施时,区块链技术将为能源用户带来好处,这需要大公司的投资和支持。换句话说,好的工具要用在好的地方。

与此同时,采矿成本的增加已经成为一个气候变化问题。预计2017年,用电量已经占到全球发电量的0.19%,预计2019年,其一年的用电量将超过美国。一次比特币交易的耗电量足够八个普通美国家庭一天使用。但是,在这一点上,未来的预期是比特币挖矿的收入将逐渐变为零,参与挖矿的用户数量将减少,硬件将被设计为更省电,这两者都将降低能耗。

普通货币是建立在信任的基础上的,只有货币价格稳定了,才能用于交易。比特币也一样。只有币值稳定,技术没有漏洞,才能获得大家的信任,用它来购买商品和服务。目前这些事情还没有完全做好,但是一些设计师已经在行动了,设计价格稳定漏洞更少的新型加密货币,来取代可能已经过时的比特币。

也许加密货币无论如何都会有自己的弱点,就像现在的货币也有自己的缺点一样。但设计者和开发者仍在试图修复它,希望它在未来会变得更好。

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作者: 我是创始人

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