从数据结构看比特币交易
Ⅰ 你怎么知道买的比特币是真的呢
我大脑中一直有这样一个问题:如果拿比特币当钱的话,我们怎么知道这个比特币是真实的呢?就像如何鉴别钞票的真伪一样。
虽然说,比特币从技术上解决了最重要的两个问题,让大家对其信任度非常高,如下:
如果确实回忆不起这两个特点的人可以好好去回顾下之前的课程了,课程链接可通过关注上方公众号,在菜单“基础课程”那里可以找到。
但是,这里有个非常关键的问题很多人没搞清楚: 鉴别钞票真伪的时候我们已经拿到这个钞票了,但是我们在提“比特币是否为真的?”这个问题的时候,我们有拿到这个比特币吗?
毕竟比特币是一种虚拟货币,是个看不太懂又摸不着的玩意儿,所以把很多人绕得云里雾里的,甚至都不知道自己买的是不是比特币,到底有多少比特币。我没说错吧?
比如我在某交易所买了一点比特币,大家看下交易流水:
这些是比特币吗?虽然我们基本知道比特币是一个采用数学加密算法产生的虚拟货币,是一串字符或者说是一个utxo结构( 参考前期utxo课程 ),那么上面这“一串字符”是否是我的比特币呢?
好,仔细想了想,这么多条记录可能是交易明细之类的东西,这能理解。但是,我的比特币交易数量在哪里?我有多少比特币怎么看?
我有时候也被交易所给搞糊涂了,比如我只能通过卖出时的数值才知道自己拥有多少比特币:
看见红色框框没,只有在卖出时我才大概知道我有多少比特币,大部分情况下都是一脸懵逼的表情。
通过上面的截图,大家可以发现一个很严重的问题:
当然,这是我很久前的一个困惑,后来光顾着学习,有些忘记了。在我的处女课《 如何从零入门区块链技术 》里,当然有个人提了这么一个问题: 我怎么知道自己买的比特币是真的?
当然只能草草作答,直到今天才得空进行全面展开。
这个问题的关键在于:
在上周 数字货币投资小密圈 里我对交易所的内容进行了一个阐述,举一个简单的例子:
假设你在某交易所的账号里有5000美元和3个比特币。你相用580美元/比特币的价格买两个比特币,这时交易所帮你找到交易对手并促成交易。现在,你的账号里有5个比特币和3840美元。
值得注意的是,当你在交易所完成上述交易的时候, 区块链上并不会记任何交易。交易所不需要在区块链里把比特币从一个地址转到另一个地址。 交易所只是修改了和你的合约,交易前,它说“我们日后会还给你5000美元和3个比特币。”交易完成后,它说“我们日后会还给你3840美元和5个比特币。”所以,交易前后,比特币并没有真正在区块链中移动,只是你和银行的合约变化了而已。对于你的交易对手而言,也是如此。
就是说,在我们通过交易所买卖比特币时,其实我们手里还什么都没有,交易所只是给我们用“笔”记录了一笔账而已。
那么,要想确保自己买到的比特币没问题,首要的也是最重要的一点:
如何正规,这里不深入阐述了,在数字货币小密圈里我会深入展开。
但是,购买还只是第一步。而我们绝大部分人,目前也仅停留在这一步,毕竟我们购买的比特币数目不太多,没那么兴师动众的。所以,就这样把“比特币”扔在交易所的账户里躺着,其实,那些我们能看到的字符只有交易记录和明文数字,与我们理解的比特币还差很远。
由于放得太久,或许有一天,我们都有点遗忘了:这玩意儿是我的比特币?
如果我们持有“比特币”数据较多,或者是喜欢钻研的人,我们就要进行到第二步:提取比特币。因为只有提取比特币,交易所才会把刚才第一步记录的账进行兑现,将真实的比特币给你。就如同,平时我们在银行存的钱只是数字,只有提取的时候,银行才会把真正的钞票给我们一样。
所以为了提取,要么你自己有一个钱包,要么你在另外一个交易所有一个收款地址。为了演示,我在OkCoin上注册了一个,并将比特币转到了对应的收款地址上。
虽然,在转账完成后,本文第二个图显示可用BTC为零了,大致可以确定交易发生后,交易所已经兑现了承诺,将比特币转到了我指定的收款地址上。但是,仍然一脸懵逼: 比特币去哪里了?我怎么确认转账真的发生了?
同样地,在OKCoin上我依然只能通过卖出时的可用BTC来确认此次转账的发生,仅此而已。前文提的问题,如果验证它的真伪,这个问题还是没解决。
到这里,就进入了本文要介绍的关键所在,在验证真伪之前,先要问自己一个问题:
什么是真的?什么是假的?
回顾一下,比特币解决的第一个关键问题“货币伪造”,是如何做到的?这里需要大家回顾一下以前的基础课程细节,在关于 utxo那节课 中,提到了比特币里非常重要的数据结构utxo。
仔细学习后,我们应该知道,“1个比特币”的概念是不存在的,utxo结构将货币从诞生(铸币)到花费的所有记录都连接了起来,从而保证了货币无法伪造。关于确认货币真伪的问题,最后归结为:
如何查询这些信息呢?讲了这么多,卖了这么多关子,神秘的面纱就要揭开,也是本文要告诉大家的:
比如,我在提取所有比特币到OKCoin上后,当时使用的收款地址时:。
于是,我通过blockchain.info进行了查询,结果如图:
上面有多笔交易的转账记录,基本展现了一个utxo的面貌,在这里可以查到很多信息,比如:
刚开始进去搜索的时候,可能有些迷茫,但是慢慢结合自己之前的学习,你能发现很多有意思的现象,也能理解得更深入。如果你能看懂一些规律,你或许就能明白了,我之前在一个课程里为什么说“ 比特币其实不是匿名的 ”。
比如上图,转给我收款地址的一个地址是: 。这个地址我理解应该是交易所的地址,就是说我在提币的时候,交易所通过这个地址将指定数目的比特币转了出去。
但是,这个地址有故事:
更多信息,请大家自行搜索。
通过本文详尽的介绍,大家应该知道如何辨别你比特币的真伪了吧?
如果没有,请赶紧复习前期基础课程,来我千聊课程里听听我的语音解答也是不错的选择哟:
Ⅱ 一张图了解什么是区块链(五分钟带你看懂什么是区块链)
简单易懂地介绍什么是区块链区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,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成和更新数据、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布式基础架构与计算范式。
比特币、莱特币、普银、以太币等数字加密货币的底层技术都是区块链,他们都只是区块链的一种应用。
什么是区块链?一幅漫画让你看懂(小白必看)
“区块链”一词其实在早期的密码学圈子里,对于比特币的底层技术就是称为“比特币”,英文则用大写的B开头的Bitcoin指比特币这个网络系统或者网络协议。
但是由于大众的混淆,现在一谈起比特币人们就十分抵触,认为比特币就是违法、骗局、传销的代名词,是互联网金融又一个现象级泡沫!于是乎,人们只好将所有的底层技术(时间戳、工作量证明机制等等等)合并起来,为了跟比特币区分,重新取了个名字叫Blockchain,翻译过来就成了“区块链”,这才有了“区块链”一词的出现。
区块链不是一个单一的技术,而是一系列技术的集合。
那区块链到底应该如何理解呢?我们首先用大家都爱谈的恋爱,举个简单的例子。建立一个简单的区块链模型,那么在这个区块链模型里面谈恋爱将会出现一下情况:
未来所有适龄男女恋爱,结婚的承诺全过程都被其他所有适龄男女共识,两个人在一起发生的所有故事就会形成区块。
其他所有男女就是链,如果有第三者来插足或自身违背另一半,其他人都能看到,以后就再也找不到对象了。
区块链准确的说就是“全中心”体系,就是链上的每个节点都是中心。
试婚男女谈恋爱,晒朋友圈,秀恩爱,承诺相爱一生一世并被其他所有适婚男女所知就是区块链的应用。如果有一天某一方违背诺言,不要以为删除照片就有用,因为桩桩件件都被所有适婚男女记录在案。
不可删除,不可更改,这就是区块链技术。
区块链是什么通俗解释,一张图看懂区块链区块链是什么通俗解释,一张图看懂区块链
区块链是最近一个比较火热的话题,很多人都在讨论区块链的问题,最近国内也有一些公司开始用区块链的技术开发了一些产品,区块链是用于比特币的一种底层技术,这正式因为比特币的大火让很多人关注到了比特币,但有很多人对于区块链是什么还并不了解,下面就给我来解释一下区块链。
比特币是很多人比较关注的数字货币,而比特币的底层技术就是区块链,区块链是一种计算机技术,是一种新型的应用模式。区块链就好比是一个大的数据库账本,在这个大的账本上记录了所有的交易情况,而记录这个账本的人跟传统的记账有很大区别,传统记账通常是由专门的记账方进行操作,例如淘宝、天猫是阿里巴巴进行记账的,微信交易是由腾讯记账的,而区块链是由全民参与记账,每个参与记账的人入手都有一个账本。
举例来给大家说明,例如A想找B借款1万元,B想将钱借给A,但是又担心A借钱后赖账不还,因此在借钱时会找第三方的公证人,由公证人帮忙B将这笔账给记下来,这种就是传统的记账方式,靠第三方来获取信任,记账的账本是在第三方手中的,这种记账方式存在第三方篡改账本的可能性,而去中心话的意思就是在借款时不需要公证人,不需要依靠第三方来获取信任,去中心化的形势就好比B给A借钱时,B拿着大喇叭喊”A找我借了一万元钱,你们帮我记下账“这个时候,大家都会拿着自己手上的账本将这笔账给记录下来,每个人都有一个账本,可以避免账本被篡改的可能。
什么是区块链概念?区块链究竟是什么?三分钟读懂!2019年10月25日,新闻联播传递出一个非常重要的信号:国家要大力发展区块链。之后,区块链简直就是网红,大街小巷都飘荡着“区块链“的身影。实际上,很多科技企业早已在区块链技术上布局。
尽管说区块链很火,但是很多人对于区块链并不是很了解。
区块链是什么呢?
我们先看一下度娘是怎么解释的。网络显示:区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
区块链为什么会被叫做区块链呢?
区块链是由一个个的区块链接而成,而区块是一个一个的存储单元,记录了各区块节点的交流信息,区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。而随着信息交流的扩大,一个区块与一个区块相继续,形成的结果就叫区块链。
区块链的特点有哪些呢?
区块链主要有以下几个方面的特点:
1、去中心化:在区块链的系统中,每一个节点都有同等的权利和义务,这里没有中心管制。去中心化很好的建立了彼此之前的信任联系,尽管没有一个中央管理机构,但是人们之间可以相互协作相互信任。这主要应用了区块链分布式账本技术。
2、开放性:区块链的数据对所有的人是开放的,除了一些加密的信息不被开放之外,所有人都可以在这里查到数据。
3、独立性:整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预。
4、安全性:区块链具有一定的安全性,不可篡改性。因为区块链系统中大家手里都是一样的账本,如果有人想篡改的话,那么只有在控制了超过51%的记账节点,才有可能伪造出一条不存在的记录。当然了,这基本上是不可能的。这主要是源于区块链的核心技术:共识机制,共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点。
5、匿名性:很多人觉得区块链这么开放,这么透明,是不是我们就没有隐私了?其实不是,虽然说在区块链中的交易信息是公开透明的,但是账户的身份信息是被进行加密的,只有得到了授权,才能访问。
现在给大家讲一个故事,帮助大家更好的理解区块链。
家里一共三口人,爸爸妈妈和哥哥弟弟。去年的时候,家里的账本是由爸爸来负责的,家里所有的进账以及支出都是爸爸一个人在负责。
然而双十一那天,一向节俭的妈妈想在某宝上给自己买一件漂亮的衣衣,一查账本,发现不对劲儿。按理说除了存银行和理财的一些钱,家里的日常消费的的钱的去向都在这个账本上,但是怎么看怎么都不对。有的消费明明没有,却被记录在内。
后来,爸爸主动招供,说是自己忍不住买了一包烟。
后来妈妈改了策略,全家人都记账,每个月的消费支出大家都记在自己的账本上。每当家里产生了一笔交易或者消费的时候,妈妈都会喊一声,记账啦,大家就都把交易记载自己的账本上。这就是去中心化记账模式,人人都是中心,人人手里都有账本。
而之前的爸爸记账模式就是中心化记账,如果爸爸一个人想做手脚,很难有人看得出来,而去中心化记账模式很好的解决了中心化记账的弊端,如果爸爸想篡改账本的话,非常难。
比如说,爸爸如果想从账本里拿点儿钱再偷偷买烟的话,钱的数量是有限的,而想拿钱就得改改账本,但是光篡改自己的账本是不行的,他得把包含他在内的三个人的账本都改掉。而这无疑是比登天还难。
所以,很多次爸爸动了抽烟的念头之后,但是无奈现状如此,只得放弃这个念头。
区块链和比特币是不是一回事儿呢?
实际上,区块链和比特币并不是一回事儿,它只是比特币的底层技术,比特币是区块链第一个应用的数字货币而已。
2008年中本聪第一次提出了区块链的概念,随后几年,成为了电子货币比特币的核心组成部分,作为所有交易的公共账簿。而区块链首先被应用于比特币。
区块链的缘起是解决信任问题,而且,区块链最成功的一个应用是数字货币。比特币可以说是到目前为止区块链最成功的一个应用。
区块链的应用有哪些?
区块链的应用其实很广泛,除了数字货币,比特币未来的应用还是非常广泛的,区块链技术目前已在不同行业得到了广泛的应用。如商品溯源、版权保护与交易、支付清算、物联网、数字营销、医疗等,推动不同行业快速进入“区块链+”时代。
1、支付清算:区块链可摒弃中转银行的角色,实现点到点支付,减少中转费用,加速资金利用率。
2、商品追溯:比如我们在某宝上买一件衣服,我们可以看到这件衣服的前世今生。
3、证券交易:传统的证券交易需要经过四大机构协调工作,效率低、成本高。区块链技术可独立地完成一条龙式服务。
4、供应链:将区块链技术引入供应链系统,系统内部同步信息、可做到对各个环节把控,更好的完成分工协作,便于事后追责。
5、知识产权:版权上链,我们的摄影作品、音乐作品、文学作品等都会成为我们的信息,信息所有权将得以确认,成为我们的财产。
漫画图解什么是区块链漫画图解:什么是区块链
什么是区块链?
区块链,英文Blockchain,本质上是一种去中心化的分布式数据库。任何人只要架设自己的服务器,接入区块链网络,都可以成为这个庞大网络的一个节点。
区块链既然本质是数据库,里面究竟存储了什么东西呢?让我们来了解一下区块链的基本单元:区块(Block)。
一个区块分为两大部分:
1.区块头
区块头里面存储着区块的头信息,包含上一个区块的哈希值(PreHash),本区块体的哈希值(Hash),以及时间戳(TimeStamp)等等。
2.区块体
区块体存储着这个区块的详细数据(Data),这个数据包含若干行记录,可以是交易信息,也可以是其他某种信息。
刚才提及的哈希值又是什么意思呢?
想必大家都听说过MD5,MD5就是典型的哈希算法,可以把一串任意长度的明文转化成一串固定长度(128bit)的字符串,这个字符串就是哈希值。
而在我们的区块链中,采用的是一种更为复杂的哈希算法,叫做SHA256。最新的数据信息(比如交易记录)经过一系列复杂的计算,最终会通过这个哈希算法转化成了长度为256bit的哈希值字符串,也就是区块头当中的Hash,格式如下:
区块与Hash是一一对应的,Hash可以当做是区块的唯一标识。
不同的区块之间是如何进行关联的呢?依靠Hash和PreHash来关联。每一个区块的PreHash和前一个区块的Hash值是相等的。
为什么要计算区块的哈希值呢?
既然区块链是一个链状结构,就必然存在链条的头节点(第一个区块)和尾节点(最后一个区块)。一旦有人计算出区块链最新数据信息的哈希值,相当于对最新的交易记录进行打包,新的区块会被创建出来,衔接在区块链的末尾。
新区块头的Hash就是刚刚计算出的哈希值,PreHash等于上一个区块的Hash。区块体的Data存储的是打包前的交易记录,这部分数据信息已经变得不可修改。
这个计算Hash值,创建新区块的过程就叫做挖矿。
用于进行海量计算的服务器,叫做矿机。
操作计算的工作人员,叫做矿工。
计算哈希值究竟难在哪里?咱们来做一个最粗浅的解释,哈希值计算的公式如下:
Hash=SHA-256(最后一个区块的Hash+新区块基本信息+交易记录信息+随机数)
其中,交易记录信息也是一串哈希值,它的计算涉及到一个数据结构MerkleTree。有兴趣的小伙伴可以查阅相关资料,我们暂时不做展开介绍。
这里关键的计算难点在于随机数的生成。猥琐的区块链发明者为了增大Hash的计算难度,要求Hash结果的前72bit必须都是0,这个几率实在是太小太小。
由于(最后一个区块的Hash+新区块基本信息+交易记录信息)是固定的,所以能否获得符合要求的Hash,完全取决于随机数的值。挖矿者必须经过海量计算,反复生成随机数进行“撞大运”一般的尝试,才有可能得到正确的Hash,从而挖矿成功。
同时,区块头内还包含着一个动态的难度系数,当全世界的硬件计算能力越来越快的时候,区块链的难度系数也会水涨船高,使得全网平均每10分钟才能产生出一个新区块。
小伙伴们明白挖矿有多么难了吧?需要补充的是,不同的区块链应用在细节上是不同的,这里所描述的挖矿规则是以比特币为例。
区块链的应用
比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪于2008年提出,而后根据这一思路设计发布了开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。
什么是P2P网络呢?
传统的货币都是由中央银行统一发行,所有的个人储蓄也是由银行统一管理,这是典型的中心化系统。
而比特币则是部署在一个全世界众多对等节点组成的去中心化网络之上。每一个节点都有资格对这种数字货币进行记录和发行。
至于比特币底层的数据存储,正是基于了区块链技术。比特币的每一笔交易,都对应了区块体数据中的一行,简单的示意如下:
交易记录的每一行都包含时间戳、交易明细、数字签名。
表格中只是为了方便理解。实际存储的交易明细是匿名的,只会记录支付方和收款方的钱包地址。
至于数字签名呢,可以理解为每一条单笔交易的防伪标识,由非对称加密算法所生成。
接下来说一说比特币矿工的奖励:
比特币协议规定,挖到新区块的矿工将获得奖励,从2008年起是50个比特币,然后每4年减半,目前2018年是12.5个比特币。流通中新增的比特币都是这样诞生的,也难怪大家对挖掘比特币的工作如此趋之若鹜!
区块链的优势和劣势
区块链的优势:
1.去中心化
区块链不依赖于某个中心节点,整个系统的数据由全网所有对等节点共同维护,都可以进行数据的存储和检验。这样一来,除非攻击者黑掉全网半数以上的节点,否则整个系统是不会遭到破坏的。
2.信息不可篡改
区块内的数据是无法被篡改的。一旦数据遭到篡改哪怕一丁点,整个区块对应的哈希值就会随之改变,不再是一个有效的哈希值,后面链接的区块也会随之断裂。
区块链的劣势:
1.过度消耗能源
想要生成一个新的区块,必须要大量服务器资源进行大量无谓的尝试性计算,严重耗费电能。
2.信息的网络延迟
以比特币为例,任何一笔交易数据都需要同步到其他所有节点,同步过程中难免会受到网络传输延迟的影响,带来较长的耗时。
几点补充:
1.本漫画部分内容参考了阮一峰的博文《区块链入门教程》,感谢这位大神的科普。
2.由于篇幅有限,关于MerkleTree和非对称加密的知识暂时没有展开细讲,有兴趣的小伙伴们可以查阅资料进行更深一步的学习。
Ⅲ 挖比特币的原理
比特币每个区块的数据结构,每个区块由区块头和区块体两部分组成。区块头中包含父区块的哈希,版本号,当前时间戳,难度值,随机数和上面提到的默克尔树根。区块体中包含了矿工搜集的若干交易信息,假设有8个交易被收录在区块中,所有的交易生成一颗默克尔树,默克尔树是一种数据结构,它将叶子节点两两哈希,生成上一层节点,上层节点再哈希,生成上一层,直到最后生成一个树根。
Ⅳ 比特币机制研究
现今世界的电子支付系统已经十分发达,我们平时的各种消费基本上在支付宝和微信上都可以轻松解决。但是无论是支付宝、微信,其实本质上都依赖于一个中心化的金融系统,即使在大多数情况这个系统运行得很好,但是由于信任模型的存在,还是会存在着仲裁纠纷,有仲裁纠纷就意味着不存在 不可撤销的交易 ,这样对于 不可撤销的服务 来说,一定比例的欺诈是不可避免的。在比特币出来之前,不存在一个 不引入中心化的可信任方 就能解决在通信通道上支付的方案。
比特币的强大之处就在于:它是一个基于密码学原理而不是依赖于中心化机构的电子支付系统,它能够允许任何有交易意愿的双方能直接交易而不需要一个可信任的第三方。交易在数学计算上的不可撤销将保护 提供不可撤销服务 的商家不被欺诈,而用来保护买家的 程序化合约机制 也比较容易实现。
假设网络中有A, B ,C三个人。
A付给B 1比特币 ,B付给C 2比特币 ,C付给A 3比特币 。
如下图所示:
为了刺激比特币系统中的用户进行记账,记账是有奖励的。奖励来源主要有两方面:
比特币中每一笔交易都会有手续费,手续费会给记账者
记账会有打包区块的奖励,中本聪在08年设计的方案是: 每10分钟打一个包,每打一个包奖励50个比特币,每4年单次打包的奖励数减半,即4年后每打一个包奖励25个比特币,再过四年后就奖励12.5个比特币... 这样我们其实可以算出比特币的总量:
要说明打包的记录以谁为准的问题,我们需要引入一个知名的 拜占庭将军问题 (Byzantine failures)。拜占庭将军问题是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。
假设有9个互相远离的将军包围了拜占庭帝国,除非有5个及以上的将军一起攻打,拜占庭帝国才能被打下来。而这9个将军之间是互不信任的,他们并不知道这其中是否有叛徒,那么如何通过远距离协商来让他们赢取战斗呢?
口头协议有3个默认规则:
1.每个信息都能够被准确接收
2.接收者知道是谁发送给他的
3.谁没有发送消息大家都知道
4.接受者不知道转发信息的转发者是谁
将军们遵循口头规则的话,那就是下面的场景:将军1对其他8个将军发送了信息,然后将军2~9将消息进行转达(广播),每个将军都是消息的接受者和转发者,这样一轮下来,总共就会有9×8=72次发送。这样将军就可以根据自己手中的信息,选择多数人的投票结果行动即可,这个时候即便有间谍,因为少数服从多数的原则,只要大部分将军同意攻打拜占庭,自己就去行动。
这个方案有很多缺点:
1.首先是发送量大,9个将军之间要发送72次,随着节点数的增加,工作量呈现几何增长。
2.再者是无法找出谁是叛徒,因为是口头协议,接受者不知道转发信息的转发者是谁,每个将军手里的数据仅仅只是一个数量的对比:
这里我们假设有3个叛徒,在一种最极端的情况下即叛徒转发信息时总是篡改为“不进攻”,那么我们最坏的结果就如上图所示。将军1根据手里的信息可以推出要进攻的结论,却无法获知将军里面谁是叛徒。
这样我们就有了方案二:书面协议。
书面协议即将军在接受到信息后可以进行签字,并且大家都能够识别出这个签字是否是本人,换种说法就是如果有人篡改签字大家可以知道。书面协议相对比口头协议就是增加了一个认证机制,所有的消息都有记录。一旦发现有人所给出的信息不一致,就是追查间谍。
有了书面协议,那么将军1手里的信息就是这样的:
可以很明显得看出,在最坏的一种情况——叛徒总是转发“不进攻”的消息之下,将军7、8、9是团队里的叛徒。
这个方案解决了口头协议里历史信息不可追溯的问题,但是在发送量方面并没有做到任何改进。
在我们的示例中,比特币系统里的每个用户发起了一笔交易,都会通过自己的私钥进行签名,用数学公式表示就是:
所以之前的区块就变成了这样:
这样每一笔交易都由交易发起者通过私钥进行数字签名,由于私钥是不公开的,所以交易信息也就无法被伪造了。
如书面协议末尾所说的那样,书面协议未能解决信息交流过多的问题。当比特币系统中存在上千万节点的时候,如果要互相广播验证,请求响应的次数那将是一个非常庞大的数字,显然势必会造成网络拥堵、节点处理变慢。为了解决这个问题,中本聪干脆让整个10分钟出一个区块,这个区块由谁来打包发出呢?这里就采用了工作量证明机制(PoW)。工作量证明,说白了就是解一个数学题,谁先解出来数学题,谁就能有打包区块的权力。换在拜占庭将军的例子中就是,谁先做出数学题,谁就成为将军们里面的总司令,其他将军听从他发号的命令。
首先,矿工会将区块头所占用的128字节的字符串进行两次sha256求值,即:
这样求得一个值Hash,将其与目标值相比对,如果符合条件,则视为工作量证明成功。
工作量证明成功的条件写在了区块链头部的 难度数 字段,它要求了最后进行两次sha256运算的Hash值必须小于定下的目标值;如果不是的话,那就改变区块头的 随机数 (nonce),通过一次次地重复计算检验,直到符合条件为止。
此外, 比特币有自己的一套难度控制系统,使得比特币系统要在全网不同的算力条件下,都保持10分钟生成一个区块的速率。这也就意味着:难度值必须根据全网算力的变化进行调整。难度调整的策略是由最新2016个区块的花费时长与期望时长(期望时长为20160分钟即两周,是按每10分钟一个区块的产生速率计算出的总时长)比较得出的,根据实际时长与期望时长的比值,进行相应调整(或变难或变易)。也就是说,如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度,比10分钟慢则降低难度。
PoW其实在比特币中是做了以下的三件事情。
这样可以防止一台高性能机器同时跑上万个节点,因为每完成一个工作都要有足够的算力。
有经济奖励就会加速整个系统的去中心化,也鼓励大家不要去作恶,要积极地按照协议本来的执行方式去执行。(所以说,无币区块链其实是不可行的,无币区块链一定导致中心化。)
也就是说,每个节点都不能以自身硬件条件去控制出快速度。现在的比特币上平均10分钟出一个块,性能再好的机器也无法打破这个规则,这就能够保证 区块链是可以收敛到共同的主链上的 ,也就是我们所说的共识。
综上,共识只是PoW三个作用中的一点,事实上PoW设计的作用有点至少有这么三种。
默克尔树的概念其实很简单,如图所示
这样,我们区块的结构就大致完整了,这里分成了区块头和区块体两部分。
区块链的每个节点,都保存着区块链从创世到现在的每一区块,即每一笔交易都被保存在节点上,现在已经有几百个GB了。
每当比特币系统中有一笔新的交易生成,就会将新交易广播到所有的节点。每个节点都把新交易收集起来,并生成对应的默克尔根,拼接完区块头后,就开始调整区块头里的随机数值,然后就开始算数学题
将算出的result和网络中的目标值进行比对,如果是结果是小于的话,就全网广播答案。其他矿工收到了这个信息后,就会立马放下手里的运算,开始下一个区块的计算。
举个例子,当前A节点在挖38936个区块,A挖矿节点一旦完成计算,立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后,也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时,每个节点都会将它作为第38936个区块(前一个区块为38935)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后,它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算,并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。
整个流程就像下一张图所展示的这样:
简单来说,双花问题是一笔钱重复花了两次。具体来讲,双花问题可分为两种情况:
1.同一笔钱被多次使用;
2.一笔钱只被使用过一次,但是通过黑客攻击或造假等方式,将这笔钱复制了一份,再次使用。
在我们生活的数字系统中,由于数据的可复制性,使得系统可能存在同一笔数字资产因不当操作被重复使用的情况,为了解决双花问题,日常生活中是依赖于第三方的信任机构的。这类机构对数据进行中心化管理,并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统,比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。
UTXO的英文全称是 unspent transaction outputs ,意为 未使用的交易输出 。UTXO是一种有别于传统记账方式的新的记账模型。
银行里传统的记账方式是基于账户的,主要是记录某个用户的账户余额。而UTXO的交易方式,是基于交易本身的,甚至没有账户的概念。在UTXO的记账机制里,除了货币发行外,所有的资金来源都必须来自于前面某一个或几个交易。任何一笔的交易总量必须等于交易输出总量。UTXO的记账机制使得比特币网络中的每一笔转账,都能够追溯到它前面一笔交易。
比特币的挖矿节点获得新区块的挖矿奖励,比如 12.5 个比特币,这时,它的钱包地址得到的就是一个 UTXO,即这个新区块的币基交易(也称创币交易)的输出。币基交易是一个特殊的交易,它没有输入,只有输出。
当甲要把一笔比特币转给乙时,这个过程是把甲的钱包地址中之前的一个 UTXO,用私钥进行签名,发送到乙的地址。这个过程是一个新的交易,而乙得到的是一个新的 UTXO。
这就是为什么有人说在这个世界上根本没有比特币,只有 UTXO,你的地址中的比特币是指没花掉的交易输出。
以Alice向Bob进行转账的过程举例的话:
UTXO 与我们熟悉的账户概念的差别很大。我们日常接触最多的是账户,比如,我在银行开设一个账户,账户里的余额就是我的钱。
但在比特币网络中没有账户的概念,你可以有多个钱包地址,每个钱包地址中都有着多个 UTXO,你的钱是所有这些地址中的 UTXO 加起来的总和。
中本聪发明比特币的目标是创建一个点对点的电子现金,UTXO 的设计正可以看成是借鉴了现金的思路:我们可能在这个口袋里装点现金,在那个柜子角落里放点现金,在这种情况下不存在一个账户,你放在各处的现金加起来就是你所有的钱。
采用 UTXO 设计还有一个技术上的理由,这种特别的数据结构可以让双重花费更容易验证。对比一下:
Ⅳ 虚拟币多少个起步卖出
虚拟币个0.01比特币起步卖出。因为比特币是以聪为单位,一个比特币为一亿聪,现阶段一个比特币的数据结构下,一个比特币可以切分为8为小数,因为比特币的最小单位为是0.00000001比特币。
Ⅵ 比特币最小单可以买几个
从目前的技术上来讲,比特币数据结构下一个比特币可以分割到8位小数,所以比特币最小单位是0.00000001BTC,但交易的话就不能这么少了。
据比特宝统计,目前国内比特币交易平台的通用的最小交易单位是0.01BTC,所以楼主提出的0.0001是无法买卖的。
Ⅶ 比特币———一个币值8万多元人民币
接触过数字货币的人对比特币都不陌生,它是数字货币的祖宗,如果你在2010年的时候用三美元买1万个比特币留到现在,那么现在你的身价是8亿多人民币,是不是不可思议
区块链技术被称为是继,蒸汽机,电,互联网,之后的一个划时代的标志,
比特币的底层技术是什么呢?
是区块链技术,那么区块链技术又是什么呢,举个通俗易懂的例子,你去招商银行存钱,存了100万,有一天招商银行的银行系统被黑客攻击了,并且把你的账户的钱转走了50万,你的存款单也丢了,这时候银行不想把你丢了的钱补给你,你是不是要抓狂。区块链就是有无数的存储系统,而且里面都存有相同的内容,没有人可以修改已经生产的账单,就像以前只有一个账本,但是用了区块链之后就有无数的记账账本,而且分布在各个地方。更专业一点说,区块链技术是由利用块链式数据结构来验证和存储数据,利用分布式节点共识算法来生成和更新数据,利用密码学的方式来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布式基础架构与计算方式。
但是现在是数字货币泛滥的年代,各种新的数字货币发行进行洗钱跑路,最后一地鸡毛,对于目前国家提倡的区块链技术和企业链改如果落到实地,这样的数字货币还是可以持有的,我们知道只有大公司才能上市,但是所以公司都能上链
如果你对某个数字货币非常了解,并且知道它的运营情况,有没有落地到实地帮助公司进行链改,技术支撑等,不然尽量不要去买。
回到BTC,BTC公链被称为区块链的1.0时代,采用的是POW共识机制,也就是工作量证明,你获得多少货币,取决于你挖矿贡献的有效工作,电脑性能越好,分给你的矿就越多,POW机制解决了拜占庭将军问题,就是在互相不信任的情况下,只要多少人都信任,那么就能保证系统的正确运作,但是也有一定的缺陷,就是处理交易的速度太慢,矿工们需要不断的通过计算来碰撞哈希值,这是劳民伤财且效率低下的。TPS系统吞吐量(用户并发量)7笔/秒。ETH这条公链被称为区块链的2.0时代,ETH提出了新的共识机制POW+POS(权益证明)简单来说就是你持有的币越多,你的权益就越高,因为你持有的币越多,持有币的时间越久,你的计算难度就会降低,挖矿会容易一些,TPS为21笔/秒。EOS被成为3.0的公链,DPOS共识机制(拜占庭容错的委托权益证明)对于POS机制的加密货币,每个节点都可以创建区块,并按照个人的持股比例获得“利息”,出块时间3秒,TPS为5000笔/秒。
一、从比特币看区块链技术
(一)比特币(Bitcoin)是一种数字加密货币比特币是一种数字加密货币,由中本聪(SatoshiNakamoto)2009 年1 月25 日设计上线。比特币的产生、发行和交易机制与传统货币不同。传统货币的产生、发行和交易依托于中央银行、商业银行等中心化的二元模式;而比特币的发行不需要中心化的金融中介,比特币社区用户可通过比特币区块链网络发行和管理数字加密货币。比特币是以黄金模式发行,人们形象地将该过程称为“挖矿(Mining)”,并将所有提供计算力的节点称为“矿工(Miner)”。目前,比特币挖矿的发行方式使每位矿工都可以从中获取6.25 个比特币的收益。实际上,比特币的发行过程是求解多重哈希值解方程(Hash Function)的过程。节点挖矿获得比特币的过程,是通过计算机进行大量计算求出合理的哈希值来实现的。简而言之,这个过程的主要目标是求解交易双方的公钥。每次求出的解都会作为下次计算的初始条件,节点在此基础计算新结果。当一个节点解出一组之前未解出的哈希值时,系统向全网络发布,各节点查验本地数据库。如果各节点发现该解正确,并且数据库中没有此解记录,将确认并记录该解的合法性。当所有节点都确认并记录完毕时,求出该解的节点便被奖励一定数量的比特币。作为比特币最底层的核心技术,区块链技术来源于2014 年10 月大英图书馆的一次研讨会。比特币是区块链技术最成功的金融应用,它以公开账本的形式在全网记录所有交易信息。随着比特币的普及和应用,区块链技术日益受到金融 科技 界的关注。
(二)区块链是弱中心化的分布式账本协议区块链技术提供了一份公共的分布式安全账本,是一种开放式的价值传递协议。实际上,区块链是一个由使用密码学方法相关联产生的数据块构成的弱中心化的数据库,任何发生在此区块链网络上的交易,均会以约定的算法记录到区块链系统上。所有节点都保存一份完整的数据备份,包含自该区块链系统形成以来的所有交易记录。区块链由一个个区块组成。区块是区块链的基本存储单元,记录了10 分钟内各节点的全部交易信息。每一个数据区块中包含一次交易信息,用于验证信息的有效性,并为下一个区块的生成做准备。区块由三部分组成:本区块的地址、交易单和前一个区块的地址。当区块链上一个节点发起一笔交易时,该节点需要将信息向其他节点进行公告。该节点用私钥加密信息,从而可有效防止信息伪造。由于了解 历史 交易信息,收到信息的节点利用备份信息能够判断交易是否真实。各节点验证成功后,将最后一个区块的地址与交易信息结合,形成一个新区块,并打上时间戳(Timestamp)连接到区块链上,完成交易的全过程。由于每个区块都拥有前一个区块的地址,人们可以通过后一区块地址找到前一区块,直至初始区块。因此,区块链就是由根据时间顺序相连接的区块构成的完整交易信息链条。
(三)区块链的特点
区块链是一个全新的数据库系统,具有弱中心化、不可篡改、包容性等特点。其中,弱中心化、不可篡改是区块链技术区别于传统技术的核心特征。这两个特征使得由区块链技术构建的系统能够通过系统机制设置,实现“自信任”。
1. 弱中心化。区块链系统的每个节点都保存着一份完整数据备份,能够有效预防中央服务器发生故障而导致的网络瘫痪和数据丢失,以及黑客对单个节点的恶意攻击,从而保证数据的安全。除非有人能同时控制系统中超过51% 的节点,否则对于单个节点的攻击不能影响其他节点数据的内容。
2. 不可篡改。区块链系统是一个公共的总账本,系统全部数据都公开、透明地记录在该账本上。所有数据通过网络共识算法记录,每笔基于区块链交易的新信息都会向全网发布,经各个节点逐一确认、保存后,将收到的交易信息形成新区块,确保区块链系统信息不可篡改、无法作假、可以追溯。同时,区块链技术使用随机散列算法和时间戳技术,节点在验证时会盖上时间戳,提供交易时间证明,保证同笔交易的唯一性。如果要修改某个区块的交易信息,必须要完成该区块及之后区块的所有信息。由于修改后会造成哈希值与原来的哈希值不同,无法通过其他节点确认,将使得修改无效,大大提高了篡改信息的难度。因此,区块链技术可以为交易提供可靠的信用保证。其不可篡改的特性为解决合同冲突提供了有效方案,可以应用于存储并公证永久性记录和需要确保信息真实性的领域。如,财产所有权的公证。
3. 包容性。区块链技术以算法为基础,摒弃了不同国家文化和经济差异,使各国机构可以建立统一的信用体系。此外,区块链技术是对外开源和共享的:任何进入区块链的机构和个人,不仅能提交记录,还能得到完整的系统 历史 交易记录,并对信息所有者确权;同时,由于区块链系统运行于互联网,符合要求的任何机构和个人都能以节点的方式加入该系统。
4.溯源,公开透明。
因为区块链或者说是数字货币涉及的知识与比应用比较多,感兴趣的朋友可以点关注,我会整理和发布更多的区块链和数字货币的知识