比特币

来自OwCrypto区块链数字加密货币百科
Btc.png
货币名称 比特币
英文 Bitcoin
英文简称 BTC
核心算法 SHA-256
区块时间 约600秒/块 共识证明:POW
区块奖励 当前12.5BTC/区块(每产出21万个区块/约每四年减半一次,最近一次减半时间:2016年7月9日)
货币符号 比特币,比特分,毫比特,微比,聪
货币总量 2100万
原作者 中本聪
类型 工作量证明(Proof of Work,PoW)
网站 btc.org
始发时间 2009年1月3日
最高价格 场外价格20万人民币
风险 扩容之争,存在潜在的分叉风险


比特币(英语:Bitcoin,缩写:BTC或XBT)是一种基于去中心化,采用点对点网路与共识主动性,开放原始码,以区块链作为底层技术的加密货币,比特币由中本聪(Satoshi Nakamoto)于2008年10月31日发表论文,2009年1月3日,创世区块诞生。在某些国家则将比特币视为虚拟商品,并非货币。

任何人皆可参与比特币活动,可以通过称为挖矿的电脑运算来发行。比特币协定数量上限为2100万个,以避免通货膨胀问题。使用比特币是透过私钥作为数字签名,允许个人直接支付给他人,不需经过如银行、清算中心、证券商等第三方机构,从而避免了高手续费、繁琐流程以及受监管性的问题,任何用户只要拥有可连线网际网路的数位装置皆可使用。

不过随着比特币交易手续费的波动,在2017年6月,小于1毫比特的交易已不现实,因为交易时要承担的手续费远远大于交易金额。

创建人

2008 年 10 月,比特币协议的详细信息由匿名作者公布在互联网上,我们只知道这位作者的笔名是“Satoshi Nakamoto”。

3 个月后,即 2009 年 1 月,比特币协议作为开源软件发布,这是比特币协议在现实世界中的第一次实施。第一笔比特币交易不久后就完成了。这些早期接纳比特币的人见证了其持有的原始比特币的价值显著增加。

2010 年 2 月,也就是一年后,世界第一个比特币交易平台(虚拟)开放,在同年 5 月为世界第一笔比特币结算铺平了道路。[1]

基本概念

有观点认为,比特币的问世是人们憎恨商品经济中国家主权货币超发、以及货币政策干预、向往礼物经济中社区共识货币自主的结果;比特币的汇率是全球投资者增加或者减少的反应;而比特币的底层区块链技术可应用在各行各业

通常,首字母大写的「Bitcoin」是指其所使用的比特币技术与网络,而首字母小写的「bitcoin」才是指货币本身。比特币也是区块链支付系统和虚拟计价工具,由于其采用密码技术来控制货币的生产和转移,而没有中央的发行机构,无法任意增发,交易在全球网络中运行,有特殊的隐秘性,加上不必经过第三方金融机构,因此得到越来越广泛的应用,也成了非法交易的媒介。使用者利用个人电脑和智能手机中的加密钱包软体,无需任何银行、信用卡、在线支付公司等中介机构,可随时随地在网络上直接交换物品、服务。根据剑桥大学2017年的研究,全球有多达580万个加密钱包活跃用户,其中大多数使用比特币。同时,有观点认为,比特币技术得到了广泛的认可和使用,使人类迎来了区块链时代。


作为记帐系统,比特币不依赖中央机构发行新钱、维护交易,而是由区块链完成,用数位加密演算法、全网抵御51%算力攻击保证资产与交易的安全。交易记录以被全体网路电脑收录维护,每笔交易的有效性都必须经过区块链检验确认。


货币单位

1 比特币(Bitcoins,BTC)
10 −2 比特分(Bitcent,cBTC)
10 −3 毫比特(Milli-Bitcoins,mBTC)
10 −6 微比(Micro-Bitcoins,μBTC)
10 −8 聪(Satoshi)
作为记帐单位,比特币的最小单位是0.00000001 (一亿分之一)比特币,称为「1聪」。如有必要,也可以修改协议将其分割为更小的单位,以保证其流通方便。

总数量

区块回报每产出21万个区块减半一次,大约4年,最近一次减半在2016年7月9日,而此种收敛等比数列的和必然是有限的,到2140年时,将不再有新的比特币产生,最终流通中的比特币将总是略低于2100万个。

待生成的比特币的数量是固定的,在比特币协议发行时确定。这样做是为了避免比特币数量激增导致任何混乱或通货膨胀。

截至2018年3月,比特币供应量约1700万个,实际的流通量还会因为私钥遗失等因素更加减少。

特点

去中心化:比特币是第一种分布式的虚拟货币,整个网络由用户构成,没有中央银行。去中心化是比特币安全与自由的保证 。
全世界流通:比特币可以在任意一台接入互联网的电脑上管理。不管身处何方,任何人都可以挖掘、购买、出售或收取比特币。
专属所有权:操控比特币需要私钥,它可以被隔离保存在任何存储介质。除了用户自己之外无人可以获取。
低交易费用:可以免费汇出比特币,但最终对每笔交易将收取约1比特分的交易费以确保交易更快执行。
无隐藏成本:作为由A到B的支付手段,比特币没有繁琐的额度与手续限制。知道对方比特币地址就可以进行支付。
跨平台挖掘:用户可以在众多平台上发掘不同硬件的计算能力。

优点

完全去处中心化,没有发行机构,也就不可能操纵发行数量。其发行与流通,是通过开源的p2p算法实现。

匿名、免税、免监管。比特币没有中间商。这意味着为收发比特币资金而支付的费用基本上近似于零,或非常低。这是比特币的一个重要优势,对于小额付款来说尤其如此。银行转账和信用卡付款需支付大笔费用,因此实际上令发送小额资金变得十分困难。该限制很容易影响到业务的底线。比特币的结构巧妙而有利,结算费接近于零对比特币而言是轻而易举的事情!

健壮性。比特币完全依赖p2p网络,无发行中心,所以外部无法关闭它。比特币价格可能波动、崩盘,多国政府可能宣布它非法,但比特币和比特币庞大的p2p网络不会消失。

无国界、跨境。跨国汇款,会经过层层外汇管制机构,而且交易记录会被多方记录在案。但如果用比特币交易,直接输入数字地址,点一下鼠标,等待p2p网络确认交易后,大量资金就过去了。不经过任何管控机构,也不会留下任何跨境交易记录。

山寨者难于生存。由于比特币算法是完全开源的,谁都可以下载到源码,修改些参数,重新编译下,就能创造一种新的p2p货币。但这些山寨货币很脆弱,极易遭到51%攻击。任何个人或组织,只要控制一种p2p货币网络51%的运算能力,就可以随意操纵交易、币值,这会对p2p货币构成毁灭性打击。很多山寨币,就是死在了这一环节上。而比特币网络已经足够健壮,想要控制比特币网络51%的运算力,所需要的CPU/GPU数量将是一个天文数字。

缺点

交易平台的脆弱性。比特币网络很健壮,但比特币交易平台很脆弱。交易平台通常是一个网站,而网站会遭到黑客攻击,或者遭到主管部门的关闭。

交易确认时间长。比特币钱包初次安装时,会消耗大量时间下载历史交易数据块。而比特币交易时,为了确认数据准确性,会消耗一些时间,与p2p网络进行交互,得到全网确认后,交易才算完成。

价格波动极大。由于大量炒家介入,导致比特币兑换现金的价格如过山车一般起伏。使得比特币更适合投机,而不是匿名交易。

大众对原理不理解,以及传统金融从业人员的抵制。活跃网民了解p2p网络的原理,知道比特币无法人为操纵和控制。但大众并不理解,很多人甚至无法分清比特币和Q币的区别。“没有发行者”是比特币的优点,但在传统金融从业人员看来,“没有发行者”的货币毫无价值。

技术

区块链( Blockchain)是比特币的一个重要概念,该概念在中本聪的白皮书中提出,区块链是一串使用密码学方法相关联产生的资料块(称为“区块”,block )。新增的资料块总能连结到上一个区块,即整条区块链的尾部。比特币对等网路将所有的交易历史都储存在“区块链”(blockchain)中,所以区块链可以看作记录着比特币交易的帐本。区块链是一群分散的用户端节点,并由所有参与者组成的分散式资料库,是对所有比特币交易历史的记录。中本聪预计,当资料量增大之后,使用者端希望这些资料并不全部储存自己的节点中。为了实现这一目标,他采用引入散列函数机制。这样用户端将能够自动剔除掉那些自己永远用不到的部分,比方说极为早期的一些比特币交易记录。

中本聪创造了比特币系统的第一个区块,即「创世区块」,并附有一句“ The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks ”,而这句是当天泰晤士报的头版文章标题。

确认一项交易的过程,是由解决一系列计算难题的工作量证明机制来实现的。工作量证明机制要求电脑的计算能力为某个有限值的情况下,需要运算一定的时间才能解决,这就使得攻击者无法重写、修改交易历史,除非他能够拥有相对比特币对等网路系统更强大的计算能力,从而能以更快的速度产生区块链(称为"51%攻击")。工作量证明机制的难度由系统自动调节,所以新区块的生成平均需时10分钟。整个比特币对等网路的节点都会自动检测交易和区块的有效性,并忽略任何违背规则的交易和区块,比如那些产生错误数量的区块,或多次发送同一份额比特币的交易行为。

参与处理区块的用户端可以得到一定量新发行的比特币,以及相关的交易手续费。为了得到这些新产生的比特币,参与处理区块的使用者端需要付出大量的时间和计算力(为此社会有专业挖矿机替代电脑等其他低配的网路设备),这个过程非常类似于挖矿,因此中本聪将资料处理者命名为“矿工”,将资料处理活动称之为“挖矿”。这些新产生出来的比特币可以报偿系统中的资料处理者,他们的计算工作为比特币对等网路的正常运作提供保障。有鉴于此,其他类似竞争币(Altcoin)都是用了相同的理念去处理端间交易资料,只是在工作量证明机制上进行调整,如采用权益证明(Proof of Stake)和Scrypt演算法等。

管理

正如我们前面提到的,没有政府机构或公司管理比特币。那么,比特币由谁管理呢?

常识告诉我们,没有可靠的中央机构管理,货币是有风险的。如果有人准备大量发行这种货币,然后利用发行获利,该货币将失去所有信用。没有人能从这种不稳定的货币中发现价值,这种货币只会无法流通。

但是,比特币不采用集中管理,而是由分散的计算机网络实施管理。

所有交易和活动,例如新货币发行,都记录在大型计算机网络上。所有执行过的比特币交易都记录在大型总帐上,该总帐全部保存在世界各地的计算机上。

这份直观的公共记录用于抵御例如货币诈骗和重复付款等问题。所有交易都保存在公共总账上(虽然从不保存个人信息)。保存这些记录的目的是让比特币保持流通并保障其诚信。

如果由某个政府机构或公司管理该总账,那么比特币将与现有的政府货币没有区别。但是,利用分散的计算机网络管理比特币总账,比特币就不需要集中管理。

在比特币网络上的这么多台电脑上分配一整部大型比特币总账的一个主要问题是其中某些设备可能会出现不匹配。

尽管如此,比特币协议有效地解决了这个问题,比特币能够获得信任和如此迅速地拓展,这正是其中一个原因![2]


保存方式

比特币保存在数字“钱包”内。数字钱包类似于您保存日元或美元用的银行帐户。

任何人只需创建数字钱包就能使用比特币。该钱包随后可用于保存比特币,收发付款。

比特币钱包的标识符类似于电子邮件地址。钱包 ID 是一长串字符。

鉴于其长度,钱包ID很难记忆。因此,通常要使用缩短的 ID 或二维码才能执行交易。[3]

钱包

比特币钱包使使用者可以检查、储存、花费其持有的比特币,其形式多种多样,功能可繁可简,它可以是遵守比特币协议运行的各种工具,如电脑用户端、手机用户端、网站服务、专用设备,也可以只是存储着比特币私密金钥的介质,如一张纸、一段暗号、一个快闪随身碟、一个文本文档,因为只要掌握比特币的私密金钥,就可以处置其对应地址中包含的比特币。比特币无法存入一般的银行账户,交易只能在比特币网络上进行,使用前需下载客户端或接入线上网络

按照钱包状态程度

纸钱包

这是最简单形式的加密货币钱包。加密货币账户只是你的私钥和公钥, 存储这两个密钥最简单办法就是记在一张纸上。这种形式的钱包被称为纸钱包, 也是人们实际在现实生活中的钱包类型。

但纸钱包只能存储加密货币;要想用于支付, 还须创建另一种类型的钱包, 并将资金从纸钱包转移到新钱包。手动输入这些一长串的密钥并不件容易的事, 为此引入了QR码。要生成密钥并将其转换为QR码, 用户须使用特殊软件。

优点:安全(除非纸张被毁或被盗) 缺点:使用不便, 访问受限


热钱包

最容易使用的类型称为热钱包。热钱包可供您购买一些在线服务, 之所以称之为热 , 是因为你可以在任何位置使用任何想用的设备来访问自己的资产 – 只需要有互联网连接就行。要获得热钱包, 你只需在服务网站上注册或安装一些软件, 然后服务将提供管理加密资金的界面。

热钱包确实很方便, 但要使用热钱包, 你必须信任服务提供者能保护你账户中的所有资金。例如, 加密货币交易所会为其客户提供热钱包, 用于存储在其交易所交易的所有加密货币, 而近期发生的情况表明, 在热钱包中保留大量资金并不明智 – 交易所对于黑客来说是非常有价值的目标。一些专门的热钱包服务不以交易所的形式工作, 更注重安全性;然而, 尽管如此, 这些服务仍然是基于信任的。

有些热钱包服务提供者会为你提供密钥以供你存储, 另一些提供者则不会这样做。对于后一种情况, 如果提供者发生问题, 你失去资金的可能性会很高。与轻钱包一样, 你可以随时切换到使用其他钱包。热钱包适合存储你计划使用的少量加密货币。

优点:使用方便, 随时访问 缺点:安全性较低;需要第三方


软件和移动钱包:全节点钱包或轻钱包

热钱包是基于云的, 而所谓的软件/移动钱包是基于本地的, 但可以连接到互联网。软件或移动钱包是安装在计算机或智能手机(或任何其他设备)上的一种实用工具, 用于处理公钥和私钥以及交易。本地钱包一般情况下既可用于存储加密货币, 也可用于支付购物。

与热钱包一样, 软件/移动钱包也有两种主要类型。你可选择是使用全节点钱包还是轻钱包。全节点钱包会将整个区块链存储在设备的内存中, 而轻钱包则依赖第三方进行存储。实际上, 全节点钱包并不适用于智能手机。例如, 比特币区块链目前约占用200GB, 比智能手机可以处理的容量还要高。使用全节点本地钱包是最早存储加密货币的方式, 但如今已大多让位于轻钱包和热钱包。但是, 不依赖第三方的全节点钱包通常比轻钱包更安全。

软件钱包(software wallet)指电脑或手机上运行的私钥管理软件。它们通常不光免费而且开源,易用性也高。流行的比特币钱包有经典的Bitcoin Core、易用的Green Address、适合高级用户的Armory、BitGo、mSIGNA等。适合手机使用的还有MyCelium、BreadWallet、Jaxx等。软件钱包也包括网页形式的,例如Coin.Space、Coinapult、http://blockchain.info等。

软件钱包的最大缺点在于容易被恶意软件窃取数据。无论是在桌面电脑还是手机上使用,你都需要保证运行环境的安全性。所以绝对不要在公共电脑上使用。绝对不要从非官方渠道下载钱包软件。一旦中病毒或木马,你的数字资产就危在旦夕了。

使用网页钱包虽然不用下载软件,但你需要格外注意浏览器安全。尽量不要使用闭源浏览器。尽量不要安装浏览器插件。

优点:比热钱包更安全 缺点:仍然不是非常安全;与设备绑定


冷钱包

有热必有冷, 实际上也确实存在所谓的冷钱包。这种钱包是实际的物理硬件。通常情况下, 冷钱包类似于闪存盘, 需要连接到电脑或智能手机才能工作。

实际上, 一个普通的旧U盘就可以用作冷钱包, 但是基于安全元件芯片的专用硬件钱包的优点是可管理加密货币, 并可确保密钥安全。冷钱包比软件钱包更安全, 因为它们是将密钥保存在离线设备中。冷钱包非常适合安全存储加密货币, 也可以用于交易。专用硬件钱包的唯一问题是并不是免费的(自然它们也会增加你的已有电子设备总数)。但好消息是:你不一定要为冷钱包付费。

优点:安全性高于任何类型的加密货币钱包 缺点:有成本;还需要另一个设备[2]


硬件钱包

硬件钱包(hardware wallet)指专用于加密货币存储的硬件设备,通常跟U盘差不多大,要用USB接口连上电脑才能转账。

硬件钱包把私钥保存在硬件中,交易全程不泄露。它的最大优点是可以有效抵御恶意软件。哪怕你的电脑中了毒,你还是能用它安全地转账。缺点也不少:

价格相对昂贵。例如目前比较畅销的Ledger Nano S支持比特币、以太币、莱特币等多种加密货币,零售价约150美金。类似的Trezor和KeepKey也要100美金左右。 首次使用比较麻烦。不光需要配置专门软件,还需要作助记词、随机数种子备份,否则万一丢失钱包或者硬件发生故障就无法挽回资产了。 需要信任硬件开发商。千万不要贪图便宜购买不知名厂商的硬件钱包。即使厂商公开源码,用户也很难验证集成电路里没有留下后门。


脑钱包

脑钱包(brain wallet)是利用记在大脑里的密码短语生成的钱包,这里不多做介绍,因为它已经被证明是非常不安全、不可靠的。千万不要贪图方便使用脑钱包!


按照去中心化程度

按照去中心化程度,可以把钱包分为全节点钱包、轻钱包,以及中心化钱包。

全节点钱包

此种钱包需要先进行软件安装,安装后会与整个区块链进行同步,存储整个区块链,所以全新钱包开始同步时,必须从第一笔数据开始下载,会花上数小时~数十日的时间,并且占用为数不小的存储空间与网络流量。这样的钱包又称为完整节点。由于此种钱包能提供所对应的加密货币网络完整区块链与服务,所以可以提升该加密货币网络的完整性与可靠性,因此某些加密货币,会对持有这种钱包的用户进行奖励(参见:权益证明)。


SPV钱包

SPV钱包(simplified payment verification wallet,简单支付验证钱包,又名轻钱包)

与前者比,此种钱包仅存储私钥与结算,不存储整个区块链,所以占用资源很少,较适用于移动设备。 在线钱包(不保管私钥):一般设计为网页形式,在网站产生私钥后,由个人保管,日后要访问钱包时必须输入私钥,网站不负责替用户保存。使用概念上类似于SPV钱包的网页版。使用此类网站,应挑选有信誉的品牌,以及注意是否为仿冒的钓鱼网站。

中心化钱包

在线钱包(保管私钥):一般设计为网页形式,同时保管你的私钥。此类网站风险较高,因为掌握你的私钥,也就等于掌握你该私钥下的加密货币资产。 交易所钱包:各交易所为了能够出入币,也都会提供对应该币的钱包地址。此种钱包不会提供私钥给用户,所以一旦存入,就只能依靠交易所的机制来提领。这同时也算是一种在线钱包。

按照私钥存储方式

按照私钥存储方式,可以钱包分为冷钱包、热钱包。

冷钱包

冷钱包(Cold Wallet),与热钱包相对应,也称离线钱包或者断网钱包,区块链钱包种类之一,意指网络不能访问到用户私钥的钱包。[5]冷钱包通常依靠“冷”设备(不联网的计算机、手机等)确保比特币私钥的安全,运用二维码通信让私钥不触网,避免了被黑客盗取私钥的风险,但是也可能面临物理安全风险(比如计算机丢失,损坏等)。

将私钥存储至不会与网络连线的设备上,包括打印、手抄(纸钱包),甚至自行背诵(脑钱包),以确保存储期间的绝对安全。不过上述钱包在进行交易时,仍必须将私钥输入到一般软件钱包,而最高标准的冷钱包,还必须能进行离线签署,只将签署过的交易发出来。

将私钥存储在额外的特制硬件设备,使用时交易需在硬件内部进行交易签署才提交,只要硬件没有被破解,就绝对安全。如果此硬件设备完全离线、只提交签署过的交易消息,那同时也是最高标准的冷钱包。

热钱包

热钱包(Hot Wallet),与冷钱包相对应,也称在线钱包或者联网钱包(Online Wallet),区块链钱包种类之一,也就是网络能够访问到用户私钥的钱包。热钱包因其联网特性,外人可能通过互联网访问用户的私钥,[9]因此安全性比冷钱包低,但比冷钱包更便利。另外,无论是使用冷钱包还是热钱包,私钥都是关键所在。

挖矿

原理

为了确保比特币总账的准确性和连贯性,我们只按照固定的周期把交易添加到总账内。这个固定周期过程用于确保分隔比特币网络上现有的交易数据和新交易数据。

该过程向比特币总账添加新交易,其中包括验证所有与现有交易数据和新交易数据有关的详细信息。该过程需要大量的计算能力。

比特币利用互联网上的人获取这种计算能力,这些人自愿贡献其计算资源。利用大量的计算,向比特币总账添加新条目。

作为向比特币网络贡献计算资源的回报,这些成功地向比特币总账验证并添加了新交易的志愿者能够获得比特币款项奖励。这笔款项是对志愿者参与验证过程并为比特币网络的总体健康贡献力量所提供的奖励。

比特币奖金采用新发行比特币的形式,在交易获得成功验证时发放给志愿者。简言之,奖金还兼具货币发行机制的角色。

这些志愿者选择贡献资源用于维护比特币网络,而不是利用其计算能力玩游戏或上网冲浪。新发行付款就是对该贡献的奖励。

这就是挖矿过程的关键所在。全世界现在有一些人和公司利用比特币挖矿经营业务。靠着这些人和公司,比特币的诚信维持到了今天。

新的比特币只能利用这个挖矿过程生成。那些相信比特币概念的人为这一过程奉献他们的力量,验证交易并把交易添加到比特币总账内。[4]

设备

只要能连上网路,和有适当的中央处理器 CPU、图形处理器 GPU、特殊应用积体电路 ASIC等电脑设备,称为“矿机”,任何人都可挖矿。为了获得系统每十分钟奖励的比特币,找到让帐册区块难以被恶意修改但是却易于验证的数学难题,此过程犹如开采矿物一样困难,故称为“挖矿”,使用矿机挖矿的人被称为“矿工”。挖矿还包含打包和验证数千笔交易成为区块,证明转帐者有足够的比特币,防止一币多付的发生,从而赚取比特币手续费。


地址

⽐特币地址 是⼀个标识符(帐号),从1或3开始,包含27-34个字母数字拉丁字符(0,O,I除外)。地址可以以QR码形式表⽰,是匿名的,不包含关于所有者的信息。它可以以使⽤⽐特币软件等途径免费获得

使⽤⽐特币核⼼时可以点击“新地址”并被⾃动分配⼀个地址。同时,可以使⽤交易所或在线钱包服务的账户获得⽐特币地址。

⽬前有两种常⽤的地址格式: 数字1开头的普通P2PKH 数字3开始的P2SH类型

⼤多数⽐特币地址是34个字符。它们由随机数字和⼤写字母及⼩写字母组成,除了⼤写字母“O”,⼤写字母“I”,⼩写字母“l”。数字“0”不⽤于防⽌视觉模糊。某些⽐特币地址可能少于34个字符(少⾄26个)并且仍然有效。相当⼀部分的⽐特币地址只有33个字符,有些地址甚⾄可能更短。每个⽐特币地址代表⼀个数字。这些较短的地址是有效的,因为它们代表偶然发⽣以零开始的数字,并且当零被省略时,编码地址变短。 ⽐特币地址中的⼏个字符被⽤作校验和,以便可以⾃动发现和拒绝印刷错误。校验和还允许⽐特币软件确认33个字符(或更短)的地址实际上是有效的,⽽不仅仅是⼀个缺少字符的地址那么简单。[5]

私钥

比特币的私密金钥(私钥,private key),作用相当于金融卡提款或消费的密码,用于证明比特币的所有权。拥有者必须私密金钥可以给交易讯息(最常见的,花费比特币的讯息)签名,以证明讯息的发布者是相应地址的所有者,没有私钥,就不能给讯息签名,作为不记名货币,网路上无法认得所有权的证据,也就不能使用比特币,交易时以网路会以公钥确认,掌握私密金钥就等于掌握其对应地址中存放的比特币。

私密金钥必须保密、否则任何人只要拥有某一地址的私密金钥,即可使用其中的比特币。也不能遗失,而且不像金融卡密码遗忘时,用户可以根据当地的金融规范,携带自己的身分证件,亲自前往金融机构据点,办理密码重设后继续使用原来的帐户,但若比特币的私钥遗失,将如同忘记保险箱的密码而无法正常打开取用保险箱内的物品,而且没有方法可以重设(除非有事先备份),2013年,有一位英国使用者因为不小心丢弃了存有其私密金钥的硬碟,导致里面的7,500个比特币,当时价值750万美元,无法使用。,除非私钥被找到,否则这些比特币将永“躺”在区块链里,不再流通,而使得流通中的比特币变少。,而要破解私钥的难度很高,这是其中一个作为不记名的比特币的主要安全机制。根据区块链业者Chainalysis的估算,在2017年底时,约有17%至23%,278万个到379万个的比特币因为私钥遗失、密码遗忘等原因,而永远无法使用与进入流通。


比特币私密金钥通常由51位元或52位元字元表示,其编码方式与比特币地址相似。51位元标记法由数字“5”开头,52位标记法由“K”或“L”开头。比特币地址是由比特币公开金钥进行杂凑运算得出的,公开金钥是可以通过私密金钥推算出的。所以掌握私密金钥就可以推算出私密金钥对应的地址(不可逆),这相当于只需要输入一组正确的密码,就可以推算出帐户名称并登入,而无法从帐户名称反向推算出密码般。

扩容与分叉

目前因为区块容量上限1MB以及近期比特币交易量大增的因素,造成等候确认时间大增,手续费也大幅增加,计画在2017年8月1日开始,实施Segwit2x,即隔离见证加区块大小提升至2MB(2,097,152位元组),以实行扩容,增加比特币交易容量。另有比特币无限,主张不限制区块容量。

有一个分叉,名为比特币现金(Bitcoin Cash,BCH)已在2017年8月1日出现,而分叉后第一个开始区块478559,而BCH 478559的区块大小约1.9MB,超过原有区块容量上限,意味着比特币现金的正式诞生,所有在分叉前的比特币持有者将自动拥有同金额的"比特币现金"区块链,区块容量上限立即提升至8MB

然而,比特币现金的诞生也伴随着不少争议。比如,其最初使用的交易代码并不是"BCH",而是"BCC",这正好与另一个加密货币Bitconnect冲突,而且和Bitfinex上代表"Bitcoin Core"的链分叉期货(Chain Split Token)交易代码也是雷同的,这曾经让部分投资者感到混淆。

而且,BCH开发者修改了比特币原有的难度调整算法,引入了"紧急难度调整"(EDA)机制,可以让BCH的挖矿难度在出块较慢的情况下单向剧烈下降,以此从竞争对手BTC链吸引矿工。这种手段被认为可以起到"维持BCH链自身运转不停摆"的作用,但同时也引发了算力在BTC和BCH两条链间大幅迁移"震荡"的现象,导致BCH和BTC都不时发生不同程度的交易确认时间延长问题;而且EDA加速了BCH的新币产生速度,可能导致BCH下一次产量减半提早到来。后来BCH开发者修改了代码,通过一次硬分叉升级将EDA废除,以新的难度调整算法取而代之,消除了EDA存在的难度单向剧烈下调、反馈不够及时等问题,在BCH经过本次硬分叉升级后,算力在BCH和BTC两条链间震荡的不良现象也随之改善、消失。

有人认为目前只有兼容Bitcoin Core客户端的链(即BTC)才是真正的比特币,他们往往会把比特币现金叫做"Bcash" ;同时也有人认为比特币现金才是真正的比特币,而且认为"Bcash"这种称呼实质上是一种针对比特币现金的社会工程学攻击手段。

比特币早期布道者Andreas M. Antonopoulos则认为基于比特币的去中心化本质,并不存在一个"真正的比特币"标准答案,每一个人都应该有自己的独立认知。

比特币黄金(Bitcoin Gold,BTG)是2017年10月25日的再次分叉,比特币持有人将生成出等量的比特币黄金币,主要是希望解决日渐中心化的挖矿现象,比特币黄金将采用新的杂凑算法Equihash,来防止ASICs挖矿。同时,Bitcoin Gold开发也预挖了一部分BTG,作为对团队维持开发工作的支持和激励。

原定在区块494,784(2017年11月)进行的SegWit2x硬分叉已被取消,后续又有数十个比特币分叉,包括Bitcoin Diamond、Super Bitcoin等。此类分叉的涌现甚至引出了一个新的概念" IFO ",即" 首次分叉发行 "(Initial Fork Offering),与" ICO "(Initial Coin Offering,首次代币发行 )性质类似。


交易

比特币对等网路将所有的交易历史都储存在区块链中,比特币交易就是在区块链帐本上“记帐”,通常它由比特币用户端协助完成。付款方需要以自己的私钥对交易进行数位签章,证明所有权并认可该次交易。比特币会被记录在收款方的地址上,交易无需收款方参与,收款方可以不在线,甚至不存在,交易的资金支付来源,也就是花费,称为“输入”,资金去向,也就是收入,称为“输出”。如有输入,输入必须大于等于输出,输入大于输出的部分即为交易手续费。

矿工产出交易没有输入,只有输出,交易记录会显示新生成的比特币(Newly Generated Coins),除矿工产出交易外,一个输入必然是另一笔交易的一个输出,也就是一笔收入必然是其他人的支付。一个输入没有成为另一笔交易的输出时,它是“未花费的”,也就是“帐户余额”。收录此交易的区块被广播后,此交易就有了“1个确认”。矿工们平均每10分钟产生一个区块,每一个新区块的诞生会使此交易的确认数加1。当确认数达到6时,通常这笔交易被认为比较安全、难以逆转。。比特币交易为不可逆,每一笔交易都无法撤销,商家不必遭到诈骗式的拒付而遭受损失,唯一可以获得退款的方法,就是请对方再做一笔反向交易,但需要对方的配合。

算力

算力(也称哈希率)是比特币网络处理能力的度量单位。即为计算机(CPU)计算哈希函数输出的速度。比特币网络必须为了安全目的而进行密集的数学和加密相关操作。 例如,当网络达到10Th/s的哈希率时,意味着它可以每秒进行10万亿次计算。

在通过“挖矿”得到比特币的过程中,我们需要找到其相应的解m,而对于任何一个六十四位的哈希值,要找到其解m,都没有固定算法,只能靠计算机随机的hash碰撞,而一个挖矿机每秒钟能做多少次hash碰撞,就是其“算力”的代表,单位写成hash/s,这就是所谓工作量证明机制POW(Proof Of Work)。

比特币全网算力已经全面进入P算力时代(1P=1024T,1T=1024G,1G=1024M,1M=1024k),在不断飙升的算力环境中,P时代的到来意味着比特币进入了一个新的军备竞赛阶段。

算力是衡量在一定的网络消耗下生成新块的单位的总计算能力。每个硬币的单个区块链随生成新的交易块所需的时间而变化。

单位

1 kH / s =每秒1,000哈希
1 MH / s =每秒1,000,000次哈希。
1 GH / s =每秒1,000,000,000次哈希。
1 TH / s =每秒1,000,000,000,000次哈希。
1 PH / s =每秒1,000,000,000,000,000次哈希。
1 EH / s =每秒1,000,000,000,000,000,000次哈希。

共识算法

区块链共识算法:早期的比特币区块链采用高度依赖节点算力的工作量证明(Proof of work, PoW) 机制来保证比特币网络分布式记账的一致性。随着区块链技术的发展和各种竞争币的相继涌现,研究者提出多种不依赖算力而能够达成共识的机制,例如权益证明(Proof of stake,PoS) 共识和授权股份证明机制(Delegated proof of stake,DPOS) 共识机制等。


比特币分布

比特币的所有交易都会被记录在区块链上,最富有的地址可以很轻易的在网路上公开查询,然而,作为匿名的比特币地址,原则上无法得知持有者,除非特别情况,通常也无法得知某人拥有的比特币地址,每个人都可以建立及拥有许多的比特币地址,不同地址可能由同一人持有,包括有些余额很少的地址,且不代表持有者的真实财富状况,而该地址的私钥若遗失,里面的比特币就不能使用,因此某些地址的比特币,特别是只进不出、或长期未花用的地址,可能是私钥已遗失、而任何人皆无法再使用的地址,而且有些位址是由交易所等机构持有,不属于特定个人。

最富有的地址有大约10万多个,大多是作为交易所的冷钱包

安全性

比特币结合P2P对等网络技术和密码学原理,来维持发行系统的安全可靠性。与有中心服务器的中央网络系统不同,在P2P网络中无中心服务器,每个用户端既是一个节点,也有服务器的功能,任何一个节点都无法直接找到其他节点,必须依靠其户群进行信息交流。比特币使用以下3种机制,来解决初次运行时,查找其他节点的问题。

在默认情况下,运行比特币的用户端加入一个IRC聊天通道,并可以获知加入该通道的其他用户端的IP地址和端口。该通道的名称和IRC聊天服务器的名称被写在了比特币软件中。

一些“知名的”比特币节点也被编写在软件中,以防IRC聊天服务功能由于某种原因无法访问。

可以手动添加运行比特币的其他用户端的IP地址。

现在不需要运行上述3个机制,一旦连接到比特币的某个节点,在发送的信息中,就会包含对等网络P2P其他节点的地址,直接通过其匿名用户群来找到其他节点。节点遍布整个互联网的P2P技术和密码学原理相结合,确保了比特币发行系统无法被政府、组织、或黑客监控、隔离、或破坏,从而保障了系统的可靠性和匿名性。拒绝服务式(DDoS)以及其他攻击,其目标都是针对比特币交易中心,这和攻击或关闭传统货币交易所的网络,理论上不影响其货币发行和使用一样。2013年5月,美国政府查封世界上最大的比特币交易所银行账户后,兑换率还是维持在1比特币兑换120美元上下[6]

参考资料