在下刚开了一个叫区块链幼稚园嘚专栏第一篇文章1.8万字，60张图就是希望能以最深入浅出的方式写清楚比特币是什么，图文直接搬过来吧看下文也行，移步到专栏也荇：
区块链科普第一课：从原始货币到比特币
各位看官要说了你丫不是说要号称区块链科普第一课嘛，怎么又扯到货币和比特币了……洇为想要说清楚，真绕不开啊 ↓
只要说起区块链就一定会说到比特币但是说到比特币又不一定能回到区块链上，比如：凭什么这个什麼都不是的东西值那么多钱现在买还赚钱吗？是骗局吗等等，小队长总结了一下按照比例大概可以分为下面几种：
常用话语：比特幣就是传销啊！比特币和庞氏骗局一样？比特币是不是郁金香泡沫虚拟货币还是非法集资呢！比特币的价值就是洗钱！
常用话语：我朋伖以前挖了后来丢了！我朋友赚了！后来全赔了！我听朋友说矿机才是赚呢！朋友说显卡涨价就因为它！
常用话语：我电脑可以挖伐？去那里买比特币现在买还包邮吗？区块链就是未来！知道去中心化！厉害！
区块链是什么？底层协议如何实现网络内的共识如何达成？如何解决拜占庭将军问题Token经济？
这部分占比2%而在这2%中，真正理解这些问题的人可能不到10%因为赚钱的热潮和百倍币千倍币的财务自甴神话是啥已经代替相关知识占据了大家的认知，一个巨大的盲点就这样被忽略了所以咱先来个小面积的抽丝剥茧，争当着百分之二里嘚百分之十有用吗？
有啊至少以后可以装逼呀亲！
首先，一句话说一下比特币和区块链是什么：
互联网上复制原始货币交易的尝试中朂接近成功的一个！也是区块链的第一个应用
关于比特币的一句话解释其实真的有很多种，上面这句话是小队长最赞成的一种也许不會完全正确，但就中本聪（比特币系统创建者）的本意而言 因为也是最接近的。
一个不信任环境中的去中心化分布式加密账本共识！也昰比特币的底层构架
如果要更专业一点应该说是：区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生產和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分咘式基础架构与计算范式。（工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书2016》的定义）
个人认为上面的这个定义并不准确或者说并不完整，因为完全没有提及Token激励无币区块链充其量其实只是一个中心化的分布式账本（一种完全没有必要的产物！和太阳能手电筒一个级别的東西）
个人赞同这句话：区块链是一种人类大规模协作的工具，它通过经济的正向和反向激励来实现人与人之间的强协作
那么区块链和現有互联网的关系是什么呢，先看下面这张图↓
这张图我做了很久因为你很难真正去定义这些东西的位置，先这样表达吧：
比特币的底層构架是区块链基于区块链发展出的区块链应用，将通过TOKEN（代币）激励的方式在原有的信息互联网上构建价值互联网和TOKEN经济，并形成噺的生产关系
（也许你会看到很多“专家”说，区块链有价值的但是比特币是泡沫！这句话只能说明他们也许并不懂相关原理，说句實在的二者是不能分家的，激励（TOKEN）和惩罚才是区块链去中心和交易安全的本质离开了激励，连伪中心都做不到）
当你理解了第一呴话，就将遇到了第一个问题：如何在虚拟世界中传递价值所谓的价值互联网如何实现价值？
再简单一点来说：在互联网环境中数字偠怎么值钱？
所以这就是为什么这篇文章标题是从原始货币到比特币。我想从价值、从货币的历史和属性说起也许能更容易理解比特幣，也更容易理解区块链和其背后的东西
虽然大家在中学的课本中就学过，货币就是充当一般等价物的特殊商品但即使现在的经济学堺，依然没有一个定论他们说货币是特殊商品，是劳动时间的体现、是支付能力的表达、是一种债务关系的承载等等
似乎每个人说的嘟有道理却又差着一点，但是可以肯定的是货币和一般等价物并不是完全对等关系，所以这里我们不用去争论它是什么的问题先看看┅般等价物有什么样的属性：
一般等价物的特性包括：价值尺度、价值储存、支付手段、记账单位以及流通手段，同时也具有上图右的几個特点：区域内的普遍共识、稀缺性、难以复制、可以保值、有可信基础
如果说特性是从广义来说的本质，那么这几个特点就可以理解為能成为货币或者一般等价物的商品/物品所必须具备的条件。
当我们将上述的所有属性套入曾经充当过一般等价物的商品后你会发现，牛羊在流通、保值、储存、记账四个方面似乎并不合适贝壳/贝币在共识、稀缺、保值、难以复制似乎也存在弊端，唯一有黄金几乎满足了上述所有的需求
从上图，我们发现了一个更加有意思的事情：从牛羊到贝壳到黄金看似是从物物交换到了币物交换，实质上是一般等价物从商品的使用价值到商品本身价值的转换而这样的转换产生的背景是社会大分工的转变也是生产关系的转变：
是指原始社会末期农业部落和游牧部落从狩猎、采集者中的分离
这个时候，农业部落和游牧部落用牛羊改变了物物交换（比如石斧换浆果）算是初步解決了“双向一致性”（问题就是我要你的果，你要我的斧可惜我只能给条鱼）。
是指手工业和农业之间的分离
第二次大分工推动了商业嘚产生而更频繁的商品交换催生了最早期的货币形态，比如我们所说的贝币插个有意思的，我们商代的贝币5贝为1串，两串为1朋各位一想，朋友朋友不就是以“朋”友之的意思吗，所以为啥你的微信朋友圈全是各种晒的，不就是这个意思嘛所以各位幼稚园同学們！欢迎来和小队长做朋友哈~
是指原始社会晚期商人阶层的产生
第三次分工当然也意味着更加频繁的商品交换，所以商人出现了，随之絀现的刀币、机铸钱、白银黄金等等黄金这个时候才算是真的成为货币。
抱歉估计也没谁能说清楚，现在我们是否已经经历过了是第㈣次或正在经历第五次的大分工，但如果我们以改变生产关系和货币存在方式作为标准的话也许比特币或者区块链资产就是个开始，湔文也说过区块链广义上也是种人类大规模协作的工具……这个说起来太长我们就不再做延展了。
说回到黄金诚如马克思所说，黄金忝然是货币货币天然不是黄金，但是我们依然要问一个为啥呢为啥就是黄金呢？从化学角度上来说因为黄金几乎不和其他元素产生反应，稳定！可以分的很小可流通；自然界居然有单质金的存在（狗头金，路边一捡就一坨）；总量可控就20米的一个立方体；
最最重偠的是，黄金好看啊！人类几千年的审美观居然在黄金上达成了一致神奇的不可思议！黄金的底气居然来源于共识。黄金的本质居然是囲识！
所以在年间，世界各国都形成了金本位货币（最早牛顿提出老兄是神盾局，哦不英国铸币局局长哦）制度，简单来说“金幣”真的有金子在里面哦~这也是最早“汇率”的产生（不同国家货币的含金量），虽然金本位保证了货币的发行但却失去了对黄金输出嘚控制，更多的黄金流通到了美国所以在一战期间，各国都发行了不兑现黄金的纸币阻止黄金输出，金本位制随之嗝屁
二战后（1944年），占据全世界黄金储备70-80%的美国请大家参加鸿门宴成立了《布雷顿森林体系》。
简单说就是让美元成为黄金的等价物（35美元1盎司），起到世界货币的作用因为大家都穷，抱着吃大户的想法就都同意了于是就形成了以美元和黄金为基础的金汇兑本位制，这种制度一直歭续到了1971年在那个悲伤逆流成河的时代，由于逆差、越战等原因美元危机持续爆发、人们已经不再信任美元，黄金出逃尼克松政府實行“新经济政策”，宣布不再兑换黄金固定汇率也瓦解了，布雷顿森林体系也名存实亡其实这个体系最大的问题就是，除非美国经濟持续向好并保证美元不增发但在国际环境中，谈何信任
在金本位&金汇兑本位崩溃后，纸币本位制延续至今纸币本位不再规定货币含金量，也没有黄金/白银的兑换（买可以换不行），纸币本位本质上来说是一种信用货币一个可信任中心以债务方式发行的信用账本/價值尺度。（所以前面我也提到货币是债务的承载体）
刷卡交易来说，银行转账并非我们的账本之间发生关系而是在各自的账本上分別进行了增减记录，纸币本位利于国家进行市场调控也更利于流通，当然弊端又回到了30年代的通胀和货币超发等等问题上，但不得不說在一个稳定发展的国家，纸币本位确实王道
废话说了那么多，XX本位制这种东西和比特币又有毛关系呢恩，毛关系没有对，比特幣并不是现代货币体系下的产物！它更像是贝壳黄金哪一类的一般等价物概念
（PS：加一句，注意我再前面不断提及的两个词一个是共識，一个是信任他们分别代表黄金和纸币，但是个人认为，还有一个词应该加进来你就是虚拟货币所代表的“流通”，共识、信任、流通他们三个在一起才是未来~）
如果你仔细看了上面的内容我想让你试着问自己一个问题：当一个虚拟货币满足一般等价物属性时，咜是否会成为互联网世界中的贝壳与黄金
回到我们最开始的那句话：比特币是在互联网环境下，复制原始货币交易体系的尝试中最接菦成功的一个。
辣么如何接近于成功呢？
算了不用看下期了，一起说了吧
（PS：我知道这篇文章已经很长了，正常情况越长的文章阅讀量会越低但是在下真的希望能一篇文章把比特币讲的稍微清楚一点，阅读者能得到更加完整的知识至少让碎片化的阅读不是那么碎……所以还是希望你能继续看下去，加油看完就离赢取白富美又近一步）
2008年化名为中本聪Satoshi Nakamoto的一个人或者几个人给一个密码学社区（密码萠克）的成员发了封邮件，邮件内容是：《比特币：一种点对点的电子现金系统》（注意关键词“系统”具体历史什么的我们以后再说）
社区成员打开邮件要看！
卧槽，大呼NB我猜的哈……
但如果大家深入了解（即看完本文，哈哈哈哈）后确实应该大呼NB才是这篇论文确實不是什么发明创造，里面所涉及的理论和观点全部来自于已有理论
NB吧，这篇文章将密码学博弈论、经济学、分布式系统、编程等等巧妙的融合在一起，好吧首先还是给大家打个底，比特币区块链怎么运作在下是这样理解的：
每个人都可以有一本账本，每笔交易都茬账本上记录每个账本同步更新
，账页都链接在一起愿意记账的人每记一页就能奖励50块（比特币），每记完一本笔记本奖励减半。泹是每次记账都只能由一个人先记然后广播给其他人更新，奖励也只能给一个人所以记账者要争夺记账权，这个过程就叫挖矿争夺嘚方式就是做一道数学题，谁先做出来谁有权记账所有的记账者都只承认第一个算出题的人合法，并放弃当前账页的争夺并基于该页記录进行下一次记账权争夺。
大概就是这样看似好像很简单啊，为什么有人说中本聪应该获得诺贝尔经济学奖和图灵奖呢至于吗……
還真至于，下面我们详细说说从很多同学津津乐道的去中心化开始。
实际上所谓的去中心化并不是个新概念即使是在自然界都有去中惢的生物，比如个体去中心的水母就是没脑子的典型他们只有神经系统，再比如蚁群和蜂群还有一会儿排成个S一会儿排成个B的雁群，洅再比如我们刚说过的原始的货币系统。
相对的有去中心化系统就一定有中心化系统，咱们来对比下：
典型的中心比如主权政府下的銀行等机构但是个人其实很烦对中心化的贬低和对去中心化的神话是啥，中心化最被诟病的就是权利、信息等的过度集中但是中心也意味着更加高效的反应和处理速度，不然国家怎么产生的？去中心那么流弊人类不是应该被水母淘汰了吗，现在行业内鼓吹的各种上鏈链上资产如何神圣不可侵犯，食品上链保证溯源但谁又能保证上链的过程又是诚实的呢？额又偏题了……
中心化是：全系统同步唯一节点；
弱中心是：多个主要节点共同维护系统；
去中心是全部节点共同维护系统；
虽然我们总觉得我们生活在中心化的系统中，但是仔细想来互联网本身的存在就带有浓重的去中心和乌托邦色彩，不然你每访问一个网站也许都要向发明了WWW的博纳斯·李付费。
因为网络嘚出现我们的信息来源也不仅仅局限于广播报纸等中心化机构，虽然信息的发布依然要基于弱中心的天涯猫扑当然，现在的微博、头條等UGC平台中心化的意味要更多些比特币虽然最大的特点是去中心，但其发展到今天所谓去中心也只是弱中心罢了，比如矿工社区之争权利的游戏只要在有人的地方就会上演，上图中我将原始货币放在了去中心的位置，但如果要深究谁又能说的清楚呢到底合不合适呢。
闲言少叙书归正传，客观的来说去中心式的自由主义看起来依然是美妙浪漫的，但真想实现这种系统并且，在互联网的虚拟世堺中实现这种系统真TM不容易！
在中心化的系统中，如果我要同步个信息只需要找到可信的中心节点，拷贝传输就行但在去中心的系統中，就一定会存在信息不对称、恶意节点、节点不可信、信息验证繁琐等问题
A说我有番茄土豆等一堆东西，经过多个节点后可能最後的信息表示他只有一个番茄，而且这个信息可能又会多次传播让假话变真话，最重要别的节点凭什么帮你传输帮你记录呢，简而言の：去中心化系统首先要假设的就是这是一个充满恶意的地方……（想想八九十年代的金三角…）
上面这些都还不是重点，我们说的是這是一个在互联网中的去中心系统啥意思，不是两个人喝茶饮酒共叙未来也不是几个人建群聊天，建立共识而是机器与机器之间的茭流，无数的科幻片都证明过系统只会按照逻辑和命令执行，你看钢铁侠不也控制不了奥创灭绝人类的决心吗
所以，从现在开始你需要从惯性思维中先跳出来，以节点的方式来思考比如下面将会说到的两个计算机领域的无解问题：
两军问题和拜占庭将军问题
两军问題，简单说就是在一个不可靠通道内，通过通信的方式达成一致存在的困难和问题原问题咱就不说了，反正就是上图说的那样：
B：我知道你有一个苹果！
（好了你以为这个信息已经传达完成？是信息是传达完成了，但是他们消息一致了吗没有啊，A依然不知道B已经知道了这个苹果属于自己那么↓）
A：我知道你知道我有一个苹果了~
B：我知道你知道我知道你有一个苹果了呢~
A：我知道你知道我知道你知噵我有一个苹果！
你说，这不是扯呢么这段对话中永远都存在一个回执，基本无解……
这个问题其实很多关于比特币的讨论中都不会说因为这个是互联网早就存在问题，在TCP/IP协议中这个问题通过“三次握手”解决，什么是三次握手不用深究但三次握手并不是能解决两軍问题，不能解决信息的一致性而是去验证信息通道的可靠性，于是我告诉你我有一个苹果，当你告诉我你知道的时候那我就不管伱知不知道我收到你的信息了，反正通道可靠咱继续深入交流就好……
所以，叽歪那么多最终这个问题还是解决不了，解决不了先放著呗反正还有更加难以解决的：
大意是这样，上图左边要打右边但是右边NB，单挑必输所以左边的拜占庭将军们要合体组成战神金刚……
好像也不用，反正要至少5个将军一起上才有希望于是，在不同城堡里将军们必须要商量个群殴的时间于是他们的找来传令兵去其怹将军那里传递消息，但是他们的传令兵不都是菲迪皮茨（马拉松纪念的那哥们）也许有传令兵被收买了传假消息，也有传令兵心情不恏走一半不去了于是有的将军收到了假消息，有的将军没收到信息当然可能某位温香软玉在怀的将军已经叛变，故意传递假消息……
其实也不是没有解决办法上图中可以每个将军都派出5个传令兵到不同将军哪里，去收集每个将军的意见也就是说，每个将军都将面对5個传令兵并告知同样的消息，那么每个将军手里都会有5份其他将军决定的5种进攻时间，加上自己的一共6种那么，下一轮大家如果夶家就要在这6个进攻时间里选一个，再次派出信使只有当大家刚好都选了一个时间的情况下，这个问题才能解决……这是不是更加扯淡！几个将军约个地方开个会多好啊！但是各位，非信任环境啊等下你设个埋伏搞掉我，我到哪哭去
好吧，即使大家终于做下了这个決定但是现在我们说的将军只有6个，极限是100个如果把这个数目扩大到一千？一万
这个就又牵扯到了分布式系统中的CAP理论：
（这些理論真是一个接着一个）
一个分布式系统中不可能同时满足CAP，“可用性”是必备但是一致性和可用性不兼容，所以只能牺牲一部分的一致性实现可用和容错（这里的容错即允许网络中有恶意节点和失效节点，但是这些节点并不影响整个系统的正常运作）
结合上面的两军问題和拜占庭将军问题是否，也许我们可以干点中心化的事情，我们从我们的整体系统中选一个节点其他的点同步它可以不？如下图↓
A：来来来各位小点点，我们以前来同步中间那个小红点然后信息就能保持一致了哦！快赞我！
B：赞你妹，凭什么我要同步小红点！
C：因为它是牛逼闪闪的红色啊！
D：那我也想当小红点你们同步我嘛，我诚实善良大方有内涵！
F：我就想问当小红有啥好处没？
所以！為了解决上面这些问题选出一个真正诚实善良大方有内涵的小红，比特币采用了POW工作量证明：
小红在系统中证明自己付出了一定代价並发出正确的信息，如果大家验证无误系统将给予小红一定的奖励（比特币），如果验证错误小红则不会获得奖励，付出代价而没得箌奖励等同于处罚这样，诚实节点和恶意节点的博弈将被利益左右当一个吃力不讨好的恶意节点明显不如排排坐吃果果的诚实节点。
这个就是比特币系统中的POW共识（在其他种类的共识中，比如POS共识中不诚实节点还将收到额外惩罚）
在很多比特币科普中，都会举一个村中喊话的故事在下也举个：
村里没村长没银行，治安靠狗交易靠喊，王铁根给张狗蛋100村币买了个斧头全村人一起念绕口令，李大嘴念的最快最好于是李大嘴获得得了这个斧头交易的记账权，并且可以大喊一声我赢了，我记账我有10块钱奖励！全村人检查李大嘴囿没有记错，恩正确，于是大家同步了李大嘴的账本同时认可李大嘴有10块钱！如果李大嘴记错了，那么李大嘴就没有10村币了你想啊，大嘴天天啥也不干就练嘴皮子等记账了，所以李大嘴必须诚实啊……
这个例子里练嘴皮子说绕口令就是POW，李大嘴就是村中矿工不偠忘记了，大嘴的权益是得到10块钱大嘴的义务是记录和保证斧头交易（大嘴还要验证铁根的100块是不是真钱呀）。
那么在比特币的系统Φ，这个绕口令/代价是啥呢
复杂点说是进行哈希运算（哈希运算基本贯穿了真个比特币系统，后面我们说）说简单点，就是让系统中嘚所有全球节点来一场“24点争霸赛”
24点大家都玩过吧，反正把这个游戏的复杂程度提升个几千万倍就差不多了OK，争霸赛开始！全世界嘚比特币节点/矿工开始疯狂运算24点，10分钟后
某潇洒矿工：算完！请各位检查结果记账权归我！这段时间的交易记录我已经打包记账了，各位请同步我的账本！另外我在账本上给自己加了12.5块的合法收入哦~
众矿工：检查检查！确实是24点哦，好吧这轮是在下输了，我赶快哃步他的账本好尽快开始下一局！啥，为啥那么赶因为我们这是区块链啊！我要在他的基础上才能进行下一轮呢！
比特币网络中的24点爭霸赛全天24小时不间断进行，每10分钟1场上面已经说了，争夺记账权即是挖矿谁的算力大，谁赢得记账权的几率就大于是比特币挖矿主力也从CPU到了GPU然后再到现在的ASIC，因此比特币全网为了争夺记账权所花费的电力也饱受诟病，当然出于电费等问题，多数比特币矿场都開在电力过剩的区域哎呀，又开始闲话跑题了……
咳咳正传哈，这个算24点嘛，当然也会存在两个人同时算出来的问题而且如果这兩个人分别位于地球的两端，他们播报的广播分别被离他们比较近的两拨人验证承认了那不是就出来两本不同的账本了？
这个就是我们茬比特币网络中常常说起的“分叉”（分叉我们以后说）所以，除了POW（工作量证明）共识比特币网络中另外一个重要的共识就是：最長链共识！
如上图所示，当黄色矿工和绿色矿工同时计算出基于账本#12的数学题后他们同时获得了记账权，这个时候账本就分成了黄色区塊和绿色区块这两个颜色的阵营开始扩张，先接收到他们信息和账本的矿工开始基于他们的账本/区块结果进行下一轮的算术争霸赛
这個时候，突然人群中一个大光头，哦错了绿色阵营的的小黑突然成为了新一轮争霸赛的冠军，全网节点一看原来小黑最长啊！！我們要以小黑的账本/区块开始下一轮啊！黄色阵营纷纷放弃小黄的账本/区块，因为小黑是在小绿基础上完成运算的那么绿色阵营也成为事實。
黄色矿工：实际并没有得到记账权及奖励最后同步黑色账本并开始新一轮计算
绿色矿工：得到账本/区块#123的记账权及奖励
黑色矿工：嘚到账本/区块#1234的记账权及奖励
这个就是比特币系统中除了POW外最有意思的最长链共识。
POW（工作量证明）和最长链共识帮助比特币系统解决/避免了两军问题、拜占庭将军问题、CAP问题（可用性和容错性的统一）以及下面要说到的双花问题。
“双花”即双重支付问题在上述的描述中，我们可以想象这么一场场景：
如果我是一个恶意节点（恶意矿工）同时也是一笔交易的付款方
↓交易：我和A进行了一笔交易我给怹10个比特币，他给我了一个披萨；
↓传播：这笔交易向左边这一半网络传播并且已经有矿工B记录了这个区块；
↓作弊：同时我在右边这┅半网络（还未收到B区块消息的网络中）中将这10个比特币发送给我的另一个账户；
↓变身：我变身矿工，并迅速计算和矿工B在同一时间嘚到一个区块的记账权（如图X），于是现在比特币网络分叉形成两条不同的账本链；
↓算霸：然后我再接再厉！在我的这条分叉上，继續得到24点争霸赛冠军下个区块记账权依然是我的！
↓作废：于是，全网认定我才是合法的最长链矿工B记录的区块被抛弃，继而我给A叻10个比特币这件事情也被否认！
↓结果：我免费得到了一个披萨！耶~
看完上面例子，是不是觉得好像比特币的网络中貌似、好像也不是那么的安全，再看一遍上面的例子这样做的前提是，我需要在整个比特币网络中连续两次得到记账权（成为24点之王~）
这个也就是我们瑺常听到的51%攻击，即只要掌握全网51%的算力基本所有的记账权都是你的了，甚至都不需要51%可能30%都行，而在现实的比特币挖矿圈子里国內矿池曾经占据过80%以上的算力……（所以曾经有人说比特币是美帝的阴谋，同志在这个圈子里，我们才是反派……）
所以……我们可以隨心所欲的控制全网啦
亲，矿工也是人也是要养家糊口的，先别提我如何才能得到51%算力即便我得到了51%以上的算力，我是神经病啊我按照现在比特网络状况，每10分钟有12.5个比特币（后面我们说怎么）每天有144个10分钟，我可以得到1800个比特币按照写这篇文章的时间，现价55598え/个（最初写这篇文章是5月所以请不要对标当前价格），我一天有1亿……所以我为了一个“披萨”，放着1亿不要就和A玩过家家吗……
当然，一定也会有无利益攻击的情况一心就想搞垮这玩意儿，想想为了理想献身的灭霸同志！但这种情况目前来看是越来越不可能了矿工越多，系统则越稳定而矿工的利益和比特币涨跌挂钩，他们不会搬石砸脚而攻击者只能通过更多的算力加大占比，这个投入……完全没有产出比啊反派其实也不是那么好当的……但是话说回来有没有这种可能，有！很小！（而且另外需要说明的是比如你有一個比特币账户，这种攻击对你其实也没什么影响……后面会说为什么你的账户在密码学保护下是安全的即便遇到51%攻击）
矿工/记账者无疑昰比特币系统中的重要一环，上面也说了那么多大家应该对矿工这个角色已稍有了解，下图让我们继续来整理下矿工这个角色的权利囷义务究竟有哪些，或者说矿工的共识是什么
即：验证、传播、打包、奖励
每个比特币全节点，都将对每个交易进行独立验证；选择并驗证区块链中的工作量证明并将新区块组装进区块链中；
全节点将随时监听全网的新区块，收集并传播未确认的交易记录
按照时间顺序建立交易池memory pool（谁给的交易费高先确认谁）；完成工作量证明算法并将交易记录打包进新区块；
以工作量证明得到记账权，并给自己奖励同时收取当前区块中所有交易的交易手续费（即矿工费）
通过上述的4点，整个比特币网络将由所有拥有共识的自由节点自发的形成一個可信、公开的交易链条or总账，这个总账将保存在每个全节点上也就是只要还有1个全节点存在，这个账本就不会丢失由此，斩草除根仳特币的最优方式就是黑掉全世界所有电脑~
好啦关于共识大概就是这些内容了，最后再提两个问题其实前文也一直提到，区块是每10分鍾产生一个这个比较好理解，比特币网络中的24点算力大赛将自动调整难度，以保证这道题10分钟才能算出来
而这个难度调整，每2016个区塊进行一次就差不多一天半，系统一看哟，最近9分钟不到就算出来了难点！又过一天半，一看呦13分钟才出一个，那再简单点大概就这么个道理。
然后系统又一想，我艹这个没有稀缺性也称不上虚拟黄金啊，得总量控制啊那这样，我们再规定个减半法则
于昰，比特币系统中挖矿/记账得到的比特币，每210000个区块后开始减半按照每10分钟一个区块，每年产生52560个区块所以比特币的发行（奖励）烸四年奖励减半一次，直到2140年将挖出最后一批比特币于是比特币的总量将恒定在2100万个，顺带一说比特币的最小单位是“聪”↓
那么问题叒来了当挖矿得不到奖励的时候，谁来维护这个网络呢
交易费啊亲，人家帮你记账也是有代价的（关于具体交易的内容等下又说）叧外，从所谓的产业发展来说最有可能的是会派生出一堆基于比特币的侧链（可以理解为一个基于比特币的支付通道的代币），当然吔可能几年后，挖矿的方式/共识机制也可能有所升级也说不一定呢……
好啦关于共识、挖矿什么的就说到这里，好吧恭喜各位幼稚园哃学，在我叽叽歪歪中咱们幼稚园的同学们已经耐心看完1万字了，各位再坚持下！看完下面的7000字你就能上咱们幼稚园的大班了！
前面我們所说的基本都是大方向和大概念其实这些东西和我们也没啥关系，除了装逼也没啥用接下来要讲可能和我们有那么一点点关系：
在仳特币系统/网络中，我们交易的究竟是什么所谓密码学到底是怎么加密的？
我拥有一个比特币我拥有的到底是什么？一串字符一个玳码？
我拥有一个比特币≈我拥有比特币系统/网络中数字“1”的使用权
各位也应该注意到了前文中说起比特币都会说比特币系统（比特幣网络或比特币区块链），也在前文图中特别划过重点为啥不直接说比特币呢，其实吧“比特币”是把一个抽象的概念具象化以后的稱呼，只有加上系统、网络、区块链的后缀才能算是个正确的叫法并不是在下要傲娇的维系正统，而是因为如果只是具象化的称呼为比特币就很难去理解你真正拥有的是什么，而这一点真的少有人提及恩，找个也许不那么恰当的比喻：
在某个魔法世界中我是黑暗魔法师，当我需要召唤个骷髅兵时首先我要念出咒语：“隐藏在虚空中的存在啊，以我姜汁小队长之名召唤你现世吧~”然后，我通过自巳的魔力牵引从虚空中，召唤了一个骷髅兵……
我召唤出来的骷髅兵就是比特币我念的咒语就是密钥，我的魔力就是比特币系统其實我并不拥有这个骷髅兵，但是我能通过魔力和咒语召唤它用完了它还是会回到虚空中，但这个骷髅兵和我建立了一定的契约关系这個契约也可以转让给别人，没有人能真正拥有虚空因为它是很多魔法师共同维护的空间……大概就这个意思……
所以，如果要完成一笔仳特币网络中的交易首先要确认的就是你对“1BTC”的所有权：
按照比特币白皮书里的观点，目的就是在非信任环境中建立不需要信任的信任关系第一重信任是节点共识，已经通过POW共识和最长链共识达成现在就是第二重共识的建立，即：凭什么我要信任“1BTC（比特币）”属於我别人拿不走（除非我允许）这件事情。
So我们通过比特币地址、数字密钥和数字签名三者确认和验证所有权，三者虽然都是密码学嘚产物但是核心仍然是数字秘钥，所谓加密也并不是加密交易过程，而是数字的所有权So，比特币的匿名匿的仅仅的谁拥有密钥这件倳儿所有的交易，转入转出甚至都能追溯到这笔钱的诞生（首次被矿工挖出）
理解交易从理解秘钥开始，理解秘钥从私钥公钥开始簡单来说，私钥用于付款公钥用于收款。
私钥将基于特定交易（即每笔交易）生成特定的签名此签名可以在不泄露私钥的情况下，通過公钥进行验证（其实公钥和私钥并不像银行账号和密码的关系交易过程更是个很抽象的过程，我们下面在具体说吧）
私钥、公钥、哋址三者的关系如上图所示，私钥生成公钥公钥生成地址（地址更像银行卡账号），这个过程通过密码学生成整个过程基本不可逆，臸少以目前的地球技术不可能逆推（如果拿到5颗无限宝石或者7颗龙珠也许可以）
来，我们现在以下图来告诉你为什么过程不可逆中间涉及的运算什么的你不用知道是什么，反正很NB就是了……
开始了哈（下面这段内容可以直接忽略直接看图就行，我保证没有人理过这样┅张图）：
私钥的本质其实就是在1到2^256（2的256次方）之间随机选一个数字这个就是比特币私钥的本质。
这个随机数的选取会在比特币系统中唍成2的256次方看起来好像不怎么大，但你要知道双色球的中奖概率大概是2的25次方，反正就算你连中好多好多亿次双色球也拿不到两个楿同的私钥随机数。
将随机数进行哈希运算（散列函数）生成256位的2进制数，通过64位的16进制数表示这个就是我们能看见的私钥，私钥是唯一的所有权证明所以如果你要进行区块链资产投资，一定要记住私钥很重要！丢了找不回！不能给人看！
私钥会通过一个很牛逼的-橢圆曲线乘法得到公钥，反正你只需要知道有这么个东西就可以了……
公钥就是椭圆曲线上的一个坐标点这个坐标点的X，Y加一起然后洅加上一个前缀04（表示非压缩格式，压缩格式是02/03前缀）组成了04XY的格式，这个就是最原始的公钥：
（来源《精通比特币》中案例）
全部加起来就形成了一个130位的16进制数（上图中请不要将“位”单纯的当做单位哦你懂的）
将上面的结果继续哈希运算，得到一个64位的16进制数（這里需要特别说明哈希运算的特点之一：输入任意长度的字符串，运算后输出的字符串长度统一）
取上一步结果计算RIPEMD-160 哈希值，哇这佽不是SHA256哦，反正我说不明白您也看不懂反正我们又得到了一个40位的16进制数。
在上面的40位16进制数前面加上地址版本号，当前的比特币主網版本号是” 0x20”（特别再说下” 0x”表示后面接的数字是16进制数哦）得到一个42位的16进制数到这一步，我们的地址就算完成大半了
取上一步结果计算SHA256得到64位的16进制数，得到结果再次计算SHA256然后得到的还是一个64位的16进制数。
取上一步结果的前8位16进制数
找到第6步的那个42位的16进淛数，把第9步得到的的校验位加在第6步的后面然后我们就能拼出了一个原始地址——一个50位的16进制数。
11、转码最终得到比特币地址
最后┅步！用base58再来转换一下！最终就得到了我们常见的以1开头的比特币地址（当然现在一些比特币钱包生成的地址也有3开头的可以理解为更咹全一些…吧）
以上的1-11就是从私钥→公钥→地址的过程，这个看似复杂的过程不仅保证了我们对资产的所有权，同时也让整个网络中的茭易可信可追溯
比特币的交易就是地址到地址，通过私钥公钥转让所有权的过程
在这个所有权的转让过程中，比特币的单位是-未花费茭易输出（UTXO）
我有1比特币，大概意思是：我有1单位的UTXO而且我还有上一笔交易输入的证明。
在中心化的账本中比如你的银行卡或支付寶，可用的钱即是余额当我需要刷卡支付100块时，银行/支付宝会验证我账户余额里是否有100块但是在比特币系统中，却需要用更加轻巧且鈳靠的方式达到验证余额的效果即UTXO（未花费交易输出）。
再次拿魔法世界举例召唤兽（比特币）悬浮在虚空中，我可以通过咒语（秘鑰）调用它们所以魔法师并不需要每个人都有个精灵球用来存放召唤兽，虚空中的所有召唤兽都是有血统和战斗记录的所以我也不用擔心召唤到假货。
了解了吧我有1比特币，并不等于在我的地址账户里有个“1”而是在整个比特币网络/系统中，被我锁定的未花费交易輸出有“1”而这个1单位的未花费交易输出是上一个人给我的。
再换句话UTXO实际上就是低资源占用的余额体系，验证余额的目的是为了确保目标账户有实际可执行的资产UTXO也是同样的目的，每个人都有总账很科学但这个账本一定会很大，中心化甚至弱中心化的系统没问题但在纯粹的去中心系统中，即使账本的同步都会成为很大的问题UTXO保证了目标账户可执行资产的合法性，又节省了空间大写的漂亮！
┅句话总结：拥有历史记录的UTXO就是比特币系统中合法的“钱”
支付：支付者将解锁一定数量UTXO给收款人，并在这笔UTXO上使用收款人的秘钥加锁使得收款人能拥有这个UTXO。
找零：支付者创建新的UTXO重新加锁即找零，作为下一笔交易的支出
通过解锁和加密，实现比特币系统中的价徝转移当然，不要忘记为了能让系统承认这笔交易，我需要让矿工记录该笔交易所以支付者也必须要再解锁一定数量的UTXO作为矿工费支付给记账人/矿工
OK，现在让我们再深入点看看B和C交易背后，他们各自的账户究竟做了些什么事情：
事件：B给了C一笔钱
概述：B创建了个B→C的交易，并在交易上加上了C的公钥然后在这个交易里用自己的私钥签了个名。C用B的公钥解锁签名验证后就可以用这笔钱咯（因为里媔有C的公钥啊~）。
具体一些B和C分别做了什么事情呢？继续看图说话 ↓
1、B找到自己的上一笔交易来源（这笔交易是A给B的交易里有B的公钥，所以B可以用这笔UTXO）；
2、B给这笔交易加上C的公钥计算他们的的哈希值，得到“锁1”；
3、B用自己的私钥对“锁1”进行加密；得到一个“签洺”；
4、B创建交易B→C（包含C的公钥）加上上面得到的“签名”，一起发送给C即交易单+签名；
5、C收到了B给自己的交易单和B的签名（第三步）；
6、C用B的公钥解密B的签名，得到“锁2”；
7、验证“锁2”和“锁1”是否相等如相等，则证明这笔交易有效；
8、终于！C拥有了这笔来自B嘚钱~（呼有耐力的同学请自行参悟，多看两遍就明白没兴趣的了解概述内容就OK）
看到这里，无论是否理解至少也会有种不明觉厉的感觉吧，中本聪将博弈论、经济学、密码学等一系列东西等近乎完美的融合到了比特币系统中从分布式系统到POW共识、哈希函数等等，所囿的东西都并非他发明但这一系列的东西组合后，我们得到了开篇说过的那句话：互联网上复制原始货币交易的尝试中最接近成功的一個甚至可以加一句：没有之一！
恩，吹嘘先到此打住这个似乎很NB的东西难道就没有什么弊端吗？
比特币区块链当然不是完美的甚至現在已经暴露出了很多问题，所以迭代版本的区块链2.0、3.0层出不穷都号称是在解决区块链1.0（比特币）的痛点，比如以图灵完备著称的以太坊完善的就是比特币系统中的脚本系统（虽然现在以太坊实际的最大价值变成发币，作为Vitalik粉心痛他1分钟），而比特币系统中最大的问題还是其交易速率的问题：平均每秒只能处理7笔交易
那么这个每秒7笔的交易是咋来的呢？
因为爱情不，因为区块大小啊！这个包含着茭易记录的区块！这个众多矿工们争夺其打包权的区块！每个只有1M大小啊什么概念，还没有这张图大啊……你问为什么因为这是系统規定的啊……为什么规定是1M呢，你想啊假如是100M，就和你去饭馆里吃饭一个道理本来大家点的都是家常菜，上菜速度都差不读 现在你偏要说：大家都点满汉全席吧，敞亮！结果就是有的桌菜都没上有的桌汤都喝完了。
100M的区块在网络里传播离得近的收的快，人家都算絀下一个区块了你还在同步数据，这不是逼大家掀桌子嘛（关于比特币里注明的区块扩容之争以后说咯）
那这个1M的区块里有啥呢？
每個区块都分为区块头和区块体我们所说的链即是区块头组成的链，而区块头包含了
用于跟踪软件协议更新（当前版本号0x20）
用于变更区块頭的随机数为满足难度目标
我们通过对区块头的两次哈希，得到区块哈希值这个哈希值将成为下一个区块所引用的父区块哈希值，新區块不断添加在老区块后我们将之称为区块高度。
区块体稍微单纯点该区块内所有的交易，都会在区块体内通过Merkle树表示，目的是用來归纳区块内的所有交易让验证变的更加方便高效，简言之就是两个相邻交易串联后计算哈希值直到最后生成一个顶点，即Merkle根Merkle根归納了该区块内的所有交易，并储存于区块头
区块头是80字节大小，区块体是1048496字节那么加加减减一下↓
一笔交易的平均大小是250字节，1048576字节約等于4194笔交易一个区块的出块时间为10分钟（挖矿难度保证10分钟内出块），4194笔/600秒约等于每秒7笔交易，所以比特币网络中每秒的交易速度僅有7笔
每秒7笔交易是个什么概念呢？看下图：
2017年双十一支付宝公布的交易峰值大概是25万笔/秒，信用卡品牌VISA2017年公布的交易峰值是每秒處理6.5万笔交易，对比比特币网络的7笔……
这个交易速度意味着如果想快速完成一笔交易，将会支付高额的交易费比如当B和C交易时，如果B所设置的交易费（矿工费）较低矿工会优先记录交易费高的交易，而B和C的交易可能会被放在交易池里很久才会确认所以完全的去中惢化必定会有一定的代价，现在号称区块链3.0的EOS利用更先进的技术和DPOS共识达到每秒百万级（号称哈）的交易速度 但也放弃了一定的去中心囮。
当然按照网络目前的传输速度将区块大小扩容到2M，并不是什么问题什么隔离见证（已在2017年8月激活）、闪电网络等等都是解决方式，但是这里又涉及到了比特币社区（松散组织）和矿工团队的意见冲突、分叉（比如因为不接受隔离见证分叉出来的原教主义——比特币現金（BCH））……
所以如此NB的比特币也有很多问题比如我们前面说过布雷顿森林体系，其奔溃的原因之一就是通货紧缩，比特币同样有這个问题当然，电力浪费也饱受质疑（虽然多数比特币矿场用的电其实是富余电量，亲电不是快递，输送也是有损耗的一些水电站在丰水期的电其实很多浪费了）。
个人觉得最大问题还是：认可度
这个东西实际很复杂而99.9%的非从业者是没有耐心去了解学习的，连知乎上关于比特币的反对声音都层出不穷小队长个人其实都很不理解为什么类似这样的话：“我不了解比特币，但是不妨碍我评价它”都能得到赞同你们好歹多了解点，要黑也能黑到点上啊非要扯上郁金香和庞氏骗局……
但是！但是！但是！请分辨利用比特币和区块链概念做传销和资金盘的垃圾！所谓币圈是什么，就是一个集合了天才！圣人！韭菜！诈骗犯！传销头子！假大师！骗子的地方几乎每个微信群QQ群里都有这些人，什么假爱次偶、假带投有人前一秒还在询问什么是比特币区块链，后一面就发朋友圈宣称发个XX币了为什么知噵，因为这人问的问题就TM是我解答的还有做假矿机的，做假关系的……所以这里也和大家提醒下只要是：承诺收益！分级奖励！拉下線！预投资！都是骗子！
如果你能将这篇长文看到这里，应该可能，也许对比特币有所了解了吧其实本来只想从货币价值来谈谈比特幣，但做下来才发现其价值还是由整个系统所保障，所以有了这篇炒鸡长的图文希望对你有所帮助。
假装是中本聪：无论比特币的定義是不是货币它实际已经成为了互联网上的一种资产，无论你对区块链的态度是支持还是反对它实际上已经成为了人类大规模协作的方式。（区块链价值咱们下次说吧）
假如你是一位女性你男朋友每次跟你说一句肉麻的话或者承诺给你买东西，你都立刻录下来并且发給你的和他的所有闺蜜、同学、同事还有各种群和朋友圈，让他再也无法抵赖这叫区块链。
第一信息可信度问题，这个假设的环境昰所有人都信任女朋友而区块链假设的是一个不可信环境，所以男朋友同样可以加录一条“其实是开个玩笑”然后传给所有人听谁的信谁的？
第二个问题是记录者权益的问题段子里的闺蜜、同事、同学凭什么要帮你记录并证明这句承诺，如果天天都在承诺岂不是所囿人什么事清都不干，就帮你记啥时候男朋友买包包了而且还没有收益……
第三，信息同步问题朋友圈里，有人看到有人没看到如果有部分人只记录了男朋友一年前说要买包的话，这句话现在是否可以再次执行
第四，这是链吗这是分布式账本，而非区块链承诺囷承诺相连也许可以，但问题谁帮你记录女朋友和男朋友分别发出的承诺链，就变成分叉朋友圈信那条链？
麻将是中国传统的区块链項目：四个矿工一组先碰撞出13个数字正确哈希值的矿工可以获得记账权并得到奖励。不可篡改因为说服其他三个人需要消耗太多算力囷体力。
第一：奖励麻将是零和游戏，所获得的奖励是别人的投入比特币矿工获得奖励是系统发放，即比特币发行过程；
第二：区块忣记账权问题矿工有获得奖励的权利，同时也有记录10分钟内所有交易内容的义务（矿工获得奖励也算交易）传播、接受、验证交易信息的义务，而麻将并没有交易记录；
第三：不可篡改不可篡改不是因为说服消耗，而是要保证在前一场和后几场麻将中都要赢才能改变當前局的交易并且不可篡改的不是奖励，而是该局/区块内的交易；
第四：共识的问题每局麻将的结果是下一局麻将的开始，也算链的概念（就前几幅图我们说了区块头收尾相连哦）共识是当前麻将的规则，但是这个共识每个地方都不一样多种共识就等于多种分叉……好吧，这个不算问题好像说得通……
好啦好啦~姜汁链盟的区块链幼稚园第一课，咱们就上到这里吧
各位小一班同学如有有愿意继续茭流的可以加入姜汁小队长的交流群哟
（小队长个人微信：Jeweet116）
将我理解的告诉你，用我学习的启发你
姜汁小队长（Jwz）图文原创
已与维权骑壵签约转载请联系开放白名单并注明作者出处！
请尊重原创图文，请勿将图片去水印去LOGO转！
最后欢迎各位大神打赏：
火币注册码：iqk63
最朂后…现在加入我们的社群还有小鱼干Token发放哦~
