比特币的网络基础

前戏撸完了，我们要正式学习比特币和区块链了。不过在学习之前，得先学习不少准备知识，因为比特币是一个跨学科的发明，涉及到计算机网络、密码学、经济学等等。

这一篇我们就先学习一下比特币的网络基础。

中心化和去中心化

比特币出现之后，“中心化”和“去中心化”成为一对高频词，也也常常成为区块链业内大事争议的焦点，比如BTC和BCH之争、BTC和ETH之争，ETH与EOS之争。其实这一对词，狭义上来讲，就是用来描述网络结构的（但后来引申到更大的范围，以后有机会再讲）。

先上一张图，让大家直观地看一看中心化和去中心化的网络结构有啥不同。

我们把图中的黑点称之为“节点”。从图上可以看出，中心化的网络结构，节点与节点之间的地位是不平等的，中间有一个大节点，这就是网络的“中心”。其余的都是普通节点。普通节点之间无法直接连接，必须要通过这个处于中心的大节点才行。而去中心化的网络结构，所有节点都是平等的，是可以直接通信的。当然，中心化也好，去中心化也好，这个图里的只是理想化的模型。现实中很少出现完全中心化或完全去中心化的组网结构，大多数情况都是中心化和去中心化混合搭配。所以，大家在争论某个东西是中心化还是去中心化时，其实争论的是它更像中心化还是更像去中心化。

比特币是生长在互联网上的，在了解比特币的网络结构之前，我们不妨先回顾一下互联网网络结构的演变史。

互联网网络结构的演变史

互联网是在计算机发展到一定程度的产物。当计算机越来越多时，自然会产生连接的需求。当时，用于连接计算机的协议很多，不同层次的协议组成多个协议簇，但最终一个叫“TCP/IP”的协议簇胜出。“TCP/IP”就是我们现在互联网的基础协议。

刚开始，可能只是同一个办公室的计算机有连接的需求，这个好办，直接拉几条线连起来就可以，那会计算机还不多，即使两两互联也不成问题，这是去中心化的结构。但后来，计算机越来越多，互联网越来越大，不同办公室之间，不同城市之间，不同国家之间的计算机都要连起来，如果用去中心化的两两互联模式，那几乎是不可能的。我们稍微算一下就知道，连线的数量与节点数的平方正相关（=(n-1)*n/2，n为节点数）。当连接的计算机数量为1百万、1千万、1亿时，所需要的连线将是天文数字。所以，只能引入中心化的方式来解决这个问题。比如运营商的网络，在每个城市都会有一两个中心路由器，所有这个城市访问城市以外的流量，都要经过这两个中心出去，同样每个省也有这样的中心。比如我现在广州，你在深圳，币乎的服务器在上海，我这篇文章发出去，先要经过广州的中心路由器，再经过广东省的中心路由器，最后进入上海的中心，到达币乎服务器，然后再从币乎服务器经上海中心、广东中心、深圳中心到达你的电脑或手机。当然，运营商网络也不是完全中心化的，比如广东、上海、北京等几个大中心会两两互联，仅看他们，就是去中心化的结构，如果广东到上海的线路出现问题，可以绕道北京再去。可以这么说，中心化的结构效率更高，去中心化的结构安全性更高。

此时，互联网中虽然出现了大量中心化的结构，但我们仍然称互联网是去中心化的，为什么呢？

因为到目前为止，虽然节点与节点之间的网络有中心化的结构，但互联网的节点之间的地位还是平等的，中间那些路由器只是节点与节点连接的工具，它们跟节点不在同一个层级，这么说好像还是有点模糊。我们打个比方，一个公司的采购部要向财务部报销，必须经过公司老板同意，这个老板是中心，这结构是中心化的。但如果A、B、C三个公司的老板要合作搞点事，他们两两之间有合作的自由，并不需要谁批准，但他们三个见面通常都会选择同一家酒店，这家酒店虽然是他们通信的中心，但并没有权力说：你们必须经过我的同意，才能合作。这就是两者的区别（中国是特殊国情，另当别论，你懂的）。

但后来，大家都说互联网已经是一个中心化的网络了，这又是为什么？

因为web的出现。其实，刚一开始web也是去中心化的，大家以网页的形式交流、共享各种文字、图片等信息，自由而平等。但后来，商业化的力量开始进入，世纪之交开始，出现大量的互联网公司，他们通过web的方式提供各种服务，比如社交、网购、游戏、搜索等等。一个公司需要为大量用户提供服务，天然地就会选择中心化的模式，也就是现在常见的C/S（终端/服务器）模式，普通用户是终端，公司掌管服务器，节点之间开始不平等，用户产生的大量数据被公司掌握，并且拿去牟利，而用户分不到一毛钱。更严重的是，随着互联网的发展，全球少数几个大公司控制了几乎所有的互联网业务，成为绝对的大中心。

P2P网络结构

当然，历史的发展从来都是齐头并进。在C/S模式疯狂之初，另一个模式也已诞生。那就是我们上篇讲的：1999年，肖恩.范宁与肖恩.帕克发明了P2P（点对点）协议。P2P协议可以使每台电脑既是服务器，又是终端。这哥俩当年搞了一个叫Napster的音乐分享网站，名噪一时。C/S模式的音乐网站，这个网站作为中心，里面存储各种音乐，用户要下载，就到网站上下载。但Napster上的网站上并不存储音乐，你要下载一首歌，它不能直接给你，但它会告诉你谁的电脑上有，你去找他要。这样，就是一个人人都是服务器，人人都是用户的模式，我为人人，人人为我。这个模式的互联网，才又是我们喜欢的平等自由的互联网。我们熟知的BT下载、快播都是这种模式。当然，这种模式天然是要受打击的，因为我们的社会本身是去中心化的。现实中的“中心”虽然不能在网络这一维度摧毁一个去中心化系统，但会选择别的维度下手。最后，Napster被唱片业告倒，快播创始人入狱，令人唏嘘。

比特币沿袭的正是P2P的网络结构，在比特币网络里，每个节点都是平等的，节点与节点之间的连接并不需要某些特殊节点的批准。所以，虽然挖矿已经中心化，但比特币仍然是一个去中心的系统。而且，这个去中心化的系统似乎比以往的前辈们更难打击，因为它连服务器都没有，它的创始人也找不到，而且即使找到创始人，也不对比特币网络造成任何影响。

这下，现实世界中的“中心”们该犯愁了。

不投资毋宁死

自由，就是拥有选择的权利，而每一次选择都是一次投资。