本文目錄：

總述

賬戶與錢包

比特幣交易

注解鎖定與解鎖腳本

引入區塊鏈

比特幣挖礦

社會學博弈論

比特幣到底如何抵御攻擊

比特幣世界的負反饋

對比特幣區塊鏈的誤解

有什么不一樣

危機

量子計算如何應對

通貨緊縮如何應對

個體死亡如何應對

與因特網同根生

說實話，關于比特幣以及區塊鏈的介紹，目前是太偏金融了，市面上好多本書在IT人眼里都是索然無味，猛一看作者或者譯者，全是都是標準的中年西裝領帶皮鞋短發的金融精英男，或者大齡未婚套裝豪車的金融精英女，IT界的關注者則是清一色源碼分析的有房有車有貸款的兩點一線…畢竟是兩個圈子，兩種生活，隔行如隔山。可能拖鞋T恤短褲的IT程序員并不關心那些經濟現象背后的東西，只是希望能看到代碼是怎么實現的，或者了解下自己怎么怎么樣可以在各類投資中不賠錢，僅此而已，IT人如今收入多多，必然投資多多，學會Step by step的Howto操作，必然爐火燒得通紅。

這是金融和IT融合的最佳時期。金融終于可以用IT來表達了，IT終于可以表達金融了！

本文前面會以技術開始，逐步過渡到一些非技術的方面，我覺得非技術的東西才是典型，才是本質，技術往往只是完成某種目的的手段。

總述

比特幣的核心我認為就三個，分別屬于以下三個范疇：

數字簽名技術簽名和驗簽利用離散對數難題(針對ECC算法而言)保護了每一次交易。在線破壞交易難。??這是技術范疇，不是你不想，是你做不到。

哈希技術哈希技術構建了區塊鏈，即全局公共賬本，使既有交易不可抵賴，未來的UTXO消費可承諾。離線破壞交易難。??這是技術范疇，不是你不想，是你做不到。

博弈論納什均衡的穩定狀態保證了沒有節點可以通過不誠實的行為獲得更高的回報。作惡成本高。??這是非技術范疇，你權衡了一下，根本就不想作惡了。

賬戶與錢包

首先要明確賬戶和錢包的區別。

賬戶屬于一個人，包含此人能支配的錢以及維護此人之前的所有交易記錄。

錢包屬于一個人，只包含此人能支配的錢。

在比特幣的世界，沒有屬于個人的賬戶的概念，只有比特幣錢包，所謂的比特幣錢包，其實可以簡單理解為一個公鑰。由于電子計算機內的任何東西都是可以零成本復制的，所以就必須采用非對稱密碼技術解決這個問題。

簡單點說，一個錢包的含義就是“任何人都可以放錢進去，但只有你自己可以拿錢出來”，你之所以比別人多一個拿錢出來花的權力，是因為你持有和錢包公鑰對應的私鑰！請務必記住，私鑰就是你打開錢包花錢的鑰匙，一旦被別人竊取，錢也就是別人的了，一旦丟失或者銷毀，錢包里的錢也就相當于跟著銷毀了，就好像現實中你把紙鈔撕毀焚燒了一樣。

既然沒有賬戶的概念，我怎么知道我還有多少比特幣可以花費呢？

在比特幣世界，所有能花費的錢被統一表示成UTXO(即Unspent Transaction Output)，該UTXO和一個錢包地址關聯，你要想知道你還有多少錢可以花，你只能遍歷你所擁有的錢包，然后把和該錢包關聯的UTXO累加在一起，結果便是你的“賬戶余額。所有的這一切信息，全部分布式存儲在已經達成全網共識的區塊鏈里，這個后面會再說咯。

這里一般會問，自己的UTXO從哪里來的呢？非常簡單，它就兩個來源：

別人轉給自己

自己挖礦所得

除了這兩個途徑，不會有其它途徑可以讓你擁有UTXO。

UTXO是比特幣世界基本的消費單位，就像我們日常的人民幣面值一樣，你無法將一張10塊錢撕開成兩半花，你若買一個5塊錢的東西，你必須付出整個10塊錢，然后接受找零的5塊錢，當然，你也可以說“不用找了！”

比特幣交易

那么，什么是UTXO呢？先看個圖：

類似上面這張單子，就是UTXO，它生成于一筆針對自己錢包的一個交易，在上圖的例子中，依舊使用經典的Alice，Bob來舉例。

請注意鎖定的概念。所謂的鎖定就是，當Alice轉比特幣給Bob的時候，只有Bob本人才能接收并在將來的某個時間消費，為了保證這一點，比特幣系統采用了非對稱密碼技術，使用Bob的公鑰來對一筆交易向Bob錢包的比特幣輸出進行鎖定，這樣一來，按照非對稱密碼技術的原理，只有Bob擁有的私鑰才能解鎖。

在此，我們回顧一下非對稱密碼技術的兩個要點：

公鑰加密，私鑰解密確保信息的接收者只能是確定的人。

私鑰簽名，公鑰驗簽確保信息的發送者只能是確定的人。

好的，比特幣正是利用了這個原理，但是并沒有明確用公鑰加密和私鑰解密來鎖定特定的接收者，而是采用了和傳統交易一致的松散被動方案：

鎖定輸出，形成UTXO交易輸出僅僅附帶一個接收者公鑰，但并不驗證該公鑰確實對應接收者本人。

解鎖UTXO如果你要花錢，你必須確保這筆錢確實是自己擁有的，即來自于從來的某一個鎖定的輸出，該鎖定的輸出附帶自己的公鑰，此時自己用私鑰將其解鎖即可使用。

下面的圖示展示了上面的論述：

非常類似我們在銀行填寫的那種轉賬單據，有人會問，這合理嗎？為什么對輸入要求很嚴格，還要各種驗證，而對輸出只要求填寫對方的錢包地址即公鑰即可呢？

這很合理。試想你去銀行轉賬的場景，如果你卡上根本沒有那么多錢，銀行鐵定不會讓你繼續轉賬，然而銀行并不在意你把錢轉給了誰，更不會幫你確認這個人是不是騙子，是不是還活著，把錢轉入騙子賬戶的人很多，這并不是漏洞，這是一種最合理最有效的方案。Why？

答案就一句話：能證明一個人是否擁有某種屬性的，只有他本人！只有他本人可以發起證明自己的行為，然后其它人來確認該證明是否有效。之所以說它有效，是因為，自己證明自己以及別人驗證是一件很簡單的事情，反過來，別人證明自己這件事本來就是圖靈完備的，搞不好會無限循環而無所終。

我們知道，比特幣系統依托一個全球范圍的七層P2P網絡，在你轉賬給某人到全網確認共識的時刻，時間并不確定，甚至說，當你轉賬給某人時，此人并不一定在線，他自己便無法證明自己是自己。這件事在現實中很麻煩，但是在網上就很簡單，只要拿出私鑰check一下即可，然而實時確認有個前提，即雙方必須同時在線，然而這并無法保證。

不管你將鎖定和解鎖理解為鑰匙和鎖的故事，還是古時候皇帝和將軍之間對虎符的故事，其實都差不多，都是在證明自己擁有某種能力或者屬性，對于比特幣，總結一句就是：花錢的時候，必須先解鎖這筆封存在區塊鏈里的錢，再上鎖發往它的目的地。依此循環不止，整個世界的比特幣交易從中本聰創世開始，輸入/輸出的解鎖/鎖定關系就形成了下面的有向無環圖：

注解：鎖定與解鎖腳本

在上面的解釋中，我為了方便，使用私鑰簽名，公鑰驗簽來說明了解鎖的鎖定的過程，在比特幣的實現中，這實際上是由一種叫做腳本的東西完成的。

注意，這里說的腳本并不是類似Linux bash那樣的腳本，而是一種簡單的虛擬機語言，類似JVM那般，它內置了一個微型的指令集，可以執行諸如數值運算，比較，簽名驗簽等簡單操作。

所謂的解鎖操作，其實就是將解鎖腳本和之前的鎖定腳本拼接在一起，并且執行它，如果結果為TRUE，則認為可以解鎖成功。由于本文只是一個科普性質的簡介，這里就不再贅述細節了，詳情請參看網上汗牛充棟的其他人寫的介紹。

引入區塊鏈

到目前為止，我來總結一下要想讓這個系統運行起來的要點：

花錢時要解鎖輸入能花的錢來自于之前別人或者自己(找零的情況)針對自己的一個輸入，該輸入針對自己上了鎖，自己必須解鎖才能證明自己可以擁有這筆比特幣。

花錢時要鎖定輸出輸出輸入是銜接的，鎖定輸出是為了確保只有收款人才能解鎖，如果鎖定時使用的鎖不正確，這筆錢要么轉入陌生人賬戶，要么轉入黑洞被銷毀。

輸入/輸出組成的交易單不能被篡改這是核心！核心！核心！UTXO其實并不物理存在，它衍生自交易單，如果交易單可以被隨意篡改，那么這個系統將失去公信力，完全不可用，如何保證交易單的權威性呢？

將所有的交易單交給中央銀行是一個不錯的選擇，或者至少交給一家靠譜的商業銀行也不錯，這確實是我們使用了幾千年的方法，完全依賴一個中心機構或者個人來調解一切，現在比特幣系統采用了一種完全不同的思路，即去中心化。

忘掉UTXO，忘掉交易單，還是從需求出發，我們的目標是：

既有的交易不能抵賴，即備案

自己錢包里的錢未來確實可以花出去，即承諾

該區塊鏈登場了！

區塊鏈技術之所以可以完美Cover比特幣面臨的各種問題，其解決方案并不是純技術的，而是采用了一種社會學博弈的激勵措施，這些措施形成了一種典型的負反饋效應，最終讓作惡變得成本高昂。

先看看什么是區塊鏈：

嗯，是個吊鏈樹結構，Intel的網卡隊列也是這么設計的…這種環環相扣的結構，使得在這種鏈條形結構中稍微修改哪怕一個比特，都會牽一發而動全身，也許你會說，大不了我就一改全改唄，那你就錯了。我們說哈希技術解決了這個問題，是因為每生成一個區塊都是在付出高昂代價解決一個數學難題：

這意味著任何人無法修改區塊鏈中每一個比特，如果你真的這么做了，就意味著你要把上圖中的數學難題解答nn遍，這里的nn指的是從修改的區塊到當前的最新的區塊的區塊數量，解答一次這個難題就要消耗巨大的成本，何談解答nn遍…

簡單解釋一下這個題為什么難。

考慮數字0X00FF，它生成的概率有多大？對于一個16位的數字，要求它的高8位為0，低8位無關緊要。運用排列組合和概率相乘就能解答:

這種問題非常難，需要你花錢買昂貴的硬件，并且日夜不停運行賭概率，這意味著除了買硬件你還要交電費，長期的運轉產生不可忍受噪音意味著你需要要么把設備搬到一個無人區，要么自己買一套別墅利用它的地下室…

我們來看看區塊鏈是怎么保護交易單的。把上面的那個圖放大了看，我們看一下每一個區塊里面都包含了什么：

我們看到，區塊鏈中的每一個區塊實際上是若干個交易單的容器，到底是多少個取決于效率和消耗之間的權衡。如果每一筆交易都要用掉一個區塊，總體消耗就會非常大，如果1億個交易單用掉一個區塊，等待確認的時間就會非常久，所以呢…區塊里包含了交易單據，這意味著你無法修改交易任何已經被區塊納入的交易單據。

然而區塊是如何納入交易單據的呢？

比特幣挖礦

當你生成一張交易單據并且廣播至全網時，世界上可能很多人都在這么做，也就是說，交易單是在源源不斷地生成的。與此同時，在世界的某些角落里，總是有勤勞的比特幣礦工在搜羅這些交易單，將其納入自己生成的一個區塊并將該區塊鏈接到唯一的區塊鏈上。

我們知道，只有交易單被納入到了區塊鏈以后，它才是有公信力的，是安全的，它才會因此而產生價值，而正是這些比特幣礦工在試圖將其納入區塊鏈，它們確實在挖掘一些可以產生價值的東西，所以說，他們確實在挖礦。

就像《闖關東》里面演的那般，你越勤勞，越肯冒險，付出越多，就越有可能得到高額的回報，注意是有可能，同時也有血本無歸的風險，這是一個概率問題。和《闖關東》看起來不一樣的是，那些淘金客淘到的金子自己可以保留一些，那么比特幣礦工勤勞解決數學難題挖掘區塊的動機是什么？

答案非常明確，技術解決不了的問題，經濟學來接力：

挖礦會有確定的比特幣獎勵中本聰設計，為了徹底遠離中心化，比特幣的發放不是集中的，而是按照每4年為半衰期逐步發放，這保證了兩點：

比特幣終究有一個總量，即它會發放完畢

在比特幣發放完畢之前，每一個出塊的礦工都會得到發放額的比特幣獎勵

挖礦會得到交易小費如果交易者好心，同時也是為了自己優先得到礦工的服務，即他希望自己的交易單優先被確認納入到區塊鏈，交易者給點小費是應該的。比特幣系統規定，一張交易單的所有輸入和所有輸出之間的差額即小費，一個礦工出塊后，該區塊包含的所有交易單的小費即交易費，歸該礦工所有。

貌似問題解決了，然而，礦工們與其如此打工，不如來點小動作賺的更多。拋開人與人之間勇氣和膽量之間的差異，假設所有人都一樣，到底是什么在抑制這些小動作的發生呢？是技術難題在阻礙嗎？

我認為，技術問題是最簡單的問題，要說難，社會學才更難，心理學則最難。以上這兩者均可以歸結為經濟學問題：我干壞事我能得到什么好處呢？

社會學博弈論

去中心化最根本的特征在于，消除了信息的不對稱！而犯罪的根源則在于，利用了信息的不對稱。推而廣之，越是扁平化的結構，在空間維度上就越不容易看到系統內的低熵體，但是多給點時間，低熵體必然會出現，我認為，低熵體來自于時間維度，而不是空間維度！扁平化的結構越大，低熵體形成的就越快，因為盤子大了，烏合大眾供給的能量就越多…

如果你和我知道的信息一模一樣實力相當，我便不會鋌而走險去做損你利我的事情，因為這是最差的選擇！Why？

如果你是個誠實的人，那么我能得到利益，但這對我來講是唯一的好事情，如果你跟我一樣齷齪，那么我們兩敗俱傷，如果你比我更齷齪，我凈賠本。算算概率，合算嗎？反之，如果我們均遵守規則，我們便可以得到穩定的收入，這既是雙贏，也算利己！

這并不是一個零和的游戲，話說比特幣的技術原理以及激勵機制助力了博弈的偏向，人們自然而然會為了這種激勵帶來的利益去做誠實的事情，不是因為人之初性本善，而是因為：

做誠實的事情相比作惡更簡單-技術因素

做誠實的事情可能會得到獎勵-非技術因素

哈哈，很帥，不需要懲罰！

比特幣到底如何抵御攻擊

比特幣在設計之初就希望在不動用警察軍隊等暴力機關的前提下讓攻擊者自己覺得攻擊毫無意義。事實上它確實做到了。

接下來面對技術癡漢這些，所能采用的手段只能是技術手段了，這里不再贅述。

這里僅僅舉例說明幾個典型的攻擊行為：

偷取比特幣別人轉給他的錢必須有私鑰方能解鎖花費。

偽造比特幣任何比特幣不能無中生有，來源就兩個！偽造者將無法解鎖。

比特幣世界的負反饋

比特幣系統構成了兩個負反饋系統，我仔細想了一下，嗯，是的。

挖礦收益負反饋是的，有人投資了大量的礦機，希望通過挖礦來獲得收益，這本身無可厚非，比起那些買房不住以及炒股散戶來講，做比特幣礦工高尚多了！但高尚的代價就是收益薄。如果挖礦的收益還不足以負擔電費，誰還挖礦？如果過挖礦的收益遠高于電費，便會吸引大眾前來，此時便會降低每一塊出塊的收益，要知道，你花費的可是現實中的貨幣啊，它和比特幣的匯率一直在抖動！！就像淘金熱的社會，黃金更多作為一種商品而不是貨幣一樣的道理。因此，挖礦的收益將會越來越不顯現，紅利期早已過去。

交易費負反饋100多年以后的2140年之后，比特幣發放完畢。此后做礦工還有意義嗎？畢竟金子已經沒有了！十分有意義，因為比特幣礦工挖取的不僅僅是比特幣，而是價值！如果再也不發放新幣了，那就只能賺取交易小費了。問題是大家都不想付小費怎么辦？結果就是大家都延遲服務。總有希望盡快獲得服務的去付更多的小費！大城市鬧市區路邊擺個攤，說，誰先來我給誰個棒棒糖，你信不信會有一大幫穿著西裝皮鞋的體面人士去搶，人，就是這樣，總想比別人強比別人快，哪怕自己明明不喜歡吃棒棒糖。

對比特幣區塊鏈的誤解

這是一篇文章《螞蟻金服CEO：區塊鏈或在1年內泡沫破滅，我們不碰ICO》，這篇文章信息并不多，我對它非常贊同。

現在大家一窩蜂涌向區塊鏈，完全就是沖著概念，完全被帶傻了，絕大多數人對區塊鏈的理解就是各種幣，這是極其膚淺的。

區塊鏈不是比特幣！區塊鏈是構建互聯網信任機制的一種基礎設施。關鍵就是這個“信任模型”，幾千年來我們的文明社會已經進化到不需要政府的認證就可以放心從鄰居那里借扳手，從小店那里買可樂。。。但是互聯網世界還不行，然而以后當你完全使用了區塊鏈就可以了。

接近90%的跟風者完全不懂區塊鏈的設計原理和理念，剩下的10%中又有80%以上的人僅僅知道各種操作步驟，知道幾個項目，就像很多“會寫一手好inet socket程序代碼的完全不懂網絡”的人一樣。

覺得自己知道幾個“幣”就自詡自己站在了風口的，無異于自己會調socket API就說自己精通網絡編程的人一樣，極其令人反感。

明眼人自古就很少沒幾個。我也不是自詡自己就很懂比特幣區塊鏈，但至少我是系統研究過某些算法細節的，至少我知道那些個共識，算法是怎么起作用的，有興趣咱們可以共同討論一下以發現一些新東西，而不是一窩蜂炒作就想著投機賺錢，如果你連是什么都不懂，根本談不上要怎么做。

為什么現在大家一窩蜂的對諸如比特幣之類的各種幣有感，那是因為現如今這些東西都不是貨幣，它們具有貨幣的屬性，卻不是貨幣，它們簡直就像商品一樣，并且還是跟我們的日常生活毫無關系的商品，它完全不像菠菜，洗發水那樣，甚至它都不如股票真實。即便你說100年后我的后代會用比特幣買可樂，但這跟我沒關系啊，我的目標是100年后讓我的后代去賣可樂賺錢！所以，很顯然，我現在要不惜一切手段去搞錢，嗯，比特幣，是個途徑，get it！無懈可擊！然而我怕這種投機毀了比特幣。

如果90%的人都是膚淺的人，另外10%的人還裝什么高尚呢？

有什么不一樣

比特幣靠一種共識機制做到了去中心化。但是和中心化相比，有什么不一樣呢？

其實，沒什么不一定。如果你覺得耗費那么多的電力去計算一個數學難題僅僅為了確認幾筆交易這樣做很浪費，那么請解釋：

銀行的大樓為什么都蓋的那么氣派？要花多少錢？是不是隨便一個能遮風擋雨的場所就能完成同樣的職能？

為什么銀行的雇員都穿著昂貴的套裝，開著豪車，領著搞出平均工資好多倍的薪資？這筆錢是不是能省下？

同樣都是毫無意義的損耗，為什么銀行的大樓以及雇員的裝備就可以讓人覺得理所當然呢？這就是思維定勢。

只要你耗費了能量，你就必須接著損耗。熵的流向是不會變的。你造了豪華的房屋，你就必然要花費更多的財力和精力去維護，不然它就還是會朝著高熵體前進，最終成為一片廢墟…換個思路，如果你把造豪華大樓的能量平鋪到了整個P2P網絡，這就是區塊鏈最振奮人心的發力之處，詳情請了解礦池的概念。

如果你想通過獻血保持新陳代謝，又不想讓自己的血用于他人，那么你自然可以想辦法讓衛生無毒的針管抽取你足量的血液后，將它倒掉！

危機

量子計算如何應對

我們再次回顧一下比特幣系統所依托的技術因素：

數字簽名技術

哈希技術

之所以不談社會學這種非技術因素，是因為我認為人的心智在幾千年甚至幾萬年都沒什么大的改變。我之所以存在，可能是因為在我的祖先還是野人的時候，殺死了自己的兄弟吃到了救命的食物，這種事，在我們的身邊依然在上演，是為卡涅阿德斯船板…

我們考慮技術因素，因為技術每過很短一段時間就會發生質變，且間隔貌似是指數級縮短的！從舊石器到新石器十幾萬年，從新石器到農業革命一兩萬年，從農業革命到工業革命幾千年，從工業革命到信息革命一百多年，然后就是我們現在了。我們是如此的看好比特幣，看到AI，看好我們當代這些所謂的大師大牛們想到的一切，殊不知這些依然是建立在前一代文明的根基上的優化或者改進，如果放到了下一代文明中，將會在觸摸式打擊下，灰飛煙滅。

這絕對不是危言聳聽。你看看美索不達米亞或者埃及的新石器文明面對青銅文明時，商面對周時，迦太基面對羅馬時，哥特面對阿拉伯時，美洲人面對歐洲人時，準噶爾面對清軍時，清軍面對歐美日時的那種慫樣，這是時代的對抗！我就不信這種日光之下意在上演的故事會在我們的時代終結。

我們的非對稱密碼技術，哈希技術所利用的數學難題完全建立在線性的現代電子計算機基礎之上，萬一量子計算機出現怎么辦？？量子物理本身就是非確定性的，本身就是完全玩概率的，它可以同時干很多事情，它可以生死抉擇一瞬間而雙贏，它不再需要一個接一個地去嘗試nonce去解決比特幣區塊鏈的那個數學難題，它可以一瞬間將它解決，因為它可以同時嘗試很多的數字，然后觀測分布即可。

量子計算便可以打破所有基于現代密碼學的一切假設，為什么不恐慌呢？不過，在技術之外還有強大的非技術力量，這給了我們一點時間。

通貨緊縮如何應對

和通貨膨脹前大家拼命要把手里的錢花出去相反，緊縮型貨幣會抑制消費嗎？畢竟明知道這個貨幣的絕對總量會越來越少(再過100多年，比特幣將不再發幣，然而期間可能會由于丟失，發送到黑洞地址造成比特幣損毀…總量會減少)，肯定會升值，與其花出去，不如留著啥也不買！

如何破局？假設百年以后，全世界的統一貨幣就是比特幣，假設比特幣還是一如既往地失而不能復得，怎么辦？

個體死亡如何應對

公鑰/私鑰對是和其它的公鑰私鑰對無關聯的。如果一個人突然死亡，其子女如何證明其有權持有死者的公鑰私鑰對，即便法律上認可這種繼承，技術上如何實現？敢問穿西裝的人能破解ECDSA嗎？

與因特網同根生

我本來是不想寫這一節的，但是現在看來時間還夠，就再寫幾筆。

如今很多人都對比特幣，區塊鏈這種概念存在非常深的誤解，以為挖礦就是為了證明，以為發一種幣就能發財，很多人也都無法解釋，然而更多的人選擇不解釋，而是把他們代入到一種編程環節，給他們足夠多的源代碼，足夠多的工程，這樣他們就沒時間考慮技術以外的關于設計方面的細節了，此后各種API層出不窮，各種技術討論資料汗牛充棟…然后極其少數的新一代精英就起來了，就像當年的喬布斯，蓋茨一樣…大部分的人都成了燒鍋爐的，因為他們除了代碼之外，什么都不懂…

幸運自己不是搞區塊鏈的，非常之幸運。偶然回憶起書上看到的因特網剛興起的那年頭，也就是上個世紀90年代吧，是不是跟現在很像呢？更早一點的例子，就是TCP/IP分組交換網絡了吧，當人們第一次拋棄電話網絡中心的時候，世界就已經走上了去中心化的不歸路，且越走越遠！是時候再讀一遍凱文·凱利的《失控》了！