浅谈比特币和区块链

首先我们先聊聊比特币，在聊比特币之前，大致说说货币的历史与发展。

起初没有货币，人们是通过物物交换，比如一头羊去交换一袋小麦；随着商业的开启与发展，产生了实物货币，如贝壳、金银等，因为他们具有稀缺性，可用于充当一般等价物；再后来我们开始用纸币进行交易，纸币的制作成本可能只有几分钱，但却能够换来价值100元的物品，这是因为有国家的信用背书，让人们相信这一张面额100元的纸币可以换来价值100元的物品；随着互联网的发展，我们从纸币过渡到记账货币，比如发工资只是在银行账户进行加法，购物消费只是做减法，整个过程都是银行在记账，而且只有银行有记账权，在2008年的经济危机中，美国政府因为具有记账权就可以大量增发货币；再后来有人觉得这样很不公平，并致力创造一种新型的支付体系，大家都有权记账，货币不能无限超发，整个账本公开透明，十分公平，这也就是比特币得以产生的原因和动机。

比特币是什么？

比特币是一种去中心化的数字货币。什么是去中心化？暂且用比特币和Q币作为对比说明这一点：Q币是由腾讯公司发行的电子货币，类似于电子积分，其实不是货币，Q币需要有中心化的发行机构，Q币因为腾讯公司的信用背书，才能被认可和使用，使用范围也局限在腾讯的游戏和相关服务中，Q币的价值完全取决于人们对腾讯公司的信任；比特币不通过中心化机构发行，但却可以得到全球性的广泛认可，是因为比特币可以自证其信，比特币的发行和流通由全网旷工共同记账，不需要中心机构，也可以确保任何人无法篡改账本。

比特币何时挖完及总量

随着比特币价格的不断上升，全球不断涌入新的旷工加入其中，但为何人数增加比特币还没挖完？这是因为比特币系统靠调节难度系数保证比特币不被太快挖完，每10分钟，全网的旷工一同计算一道难题，竞争记账权及比特币奖励，如果全网算力不断增长，比特币将很快被挖完，为了保证比特币稳定在大约10分钟挖出一个区块，因此设计了难度系数，这个难度系数每过2016个区块(约两周时间)动态调整一次，使调整后的难度，是每生产一个区块的预期时间为10分钟。以现在的难度系数，全网旷工至少需要进行3000万亿亿次哈希运算，才能找到一个符合条件的答案，生成一个区块。比特币是一种通缩型虚拟货币，总量约为2100万个。比特币在设计之初被规定可以细分到小数点后8位，每个区块发行50个比特币，每21万个区块以后，每个区块的比特币减半，因为一个区块的时间大约为10分钟，21万个区块大约是四年的时间，截止到2017年，比特币已经减半两次，当前每个区块发行12.5个比特币，大约在2045年，99.9%的比特币会发行完毕，到2140年比特币无法再细分，至此比特币完全发行完毕，发行总量约为2100万。正是由于这一机制，激励着旷工尽早投入到比特币挖矿中，使得比特币系统获得大量算力和安全性。

矿工和挖矿

挖矿是将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认并记录在区块链上形成区块的过程，挖矿的人叫做矿工，简单说来挖矿就是记账的过程，而挖矿最大的难点就是计算哈希，而计算哈希你也可以理解为暴力破解密码的过程。矿工是记账员，区块链就是账本，每一个区块就是账本里的一页。怎样激励矿工挖矿呢？，比特币的记账权利是去中心化的，即每一个矿工都有记账的权利，而成功抢到记账权的矿工将会获得系统新生比特币奖励，因此挖矿就是生产比特币的过程。随着虚拟货币不断诞生，因此把从事虚拟货币挖矿的人统称为矿工。矿工的主要工作是交易确认和数据打包，如果你也想成为一名矿工其实也很简单，购买一台专用的计算设备和下载挖矿软件就可以开始挖矿了，剩余的交给电脑去做，只需要保证电力供应和网络通畅就可以了。

比特币挖矿史

自从比特币诞生以来，比特币大致经历了以下四个阶段：CPU挖矿->GPU挖矿->专业矿机挖矿->矿池挖矿。2009年1月3日，中本聪用电脑CPU挖出了第一批比特币，随着大家对比特币的认可，挖矿的人越来越多，全网的算力也随着不断上升，挖矿难度逐渐上涨。2010年9月18日第一个显卡挖矿软件发布，一张显卡相当于几十个CPU；之后又出现了专业挖矿的设备，即矿机，一个好的矿机相当于30000个GPU的算力；随着大量矿机的加入，单独的矿机也很难挖到比特币了，于是矿工将自己的矿机集中起来，形成了矿场和矿池，集合大量矿工一起挖矿，并将挖矿所得按一定比例分配给参与的矿工。

比特币和区块链是什么关系

比特币刚诞生的时候并没有“区块链”这个概念，人们用bitcoin（小写b）表示比特币，用Bitcoin（大写B）表示其底层技术，也就是我们说的区块链技术。因此可以说区块链是比特币的底层技术，比特币是区块链的第一个运用。比特币的交易信息都会记录在一个去中心化的账本上面，这个账本就是区块链，如果把区块链类别成一个实物账本，那么每一个区块就相当于这个账本中的一页，每10分钟生成一页新的账本，每一页账本记录着这10分钟的交易信息，每个区块之间依据密码学原理按照时间顺序依次相连，形成链状结构，因此得名区块链。

区块记录哪些信息

区块链是比特币网络的大账本，而每一个区块相当于账本中的一页。目前比特币的每一个区块内记载了区块头、交易详情、交易计数器和区块大小等数据。区块头是每一个区块从前80个字节，主要包括上一区块头哈希值，用于保证 区块按顺序串联，时间戳记录该区块的生成时间，随机数即全网旷工一起PK的算术题答案，难度目标，该算术题的难度系数打分；交易详情，详细记载了每笔交易的转出方、收入方、金额及转出方的数字签名是每个区块内的主要内容；交易计数器表述每个区块中包含交易的数量；区块大小，表示每一个区块数据大小，当前每一个区块限定在1MB以内，不排除以后有扩容的可能。

对于比特币和区块链还有很多所不知的，上述只是零散且浅显的一部分。即使以上我所提及的也有可能由于记忆或知识来源的原因有错误，欢迎指出，互相学习。

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