比特币:一个虚幻而真实的金融世界-第12章

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天才的挖矿

挖矿是比特币体系里让新人特别费解的事情，居然可以从网络上挖出比特币，从哪里挖？拿什么挖？挖矿的本质是什么？

比特币的本质就是一个互相验证的公开记账系统，而挖矿的本质就是争夺记账权！从工作内容来看，挖矿就是将过去一段时间内发生的、尚未经过网络公认的交易信息收集、检验、确认，最后打包加密成为一个无法被篡改的交易记录块，从而成为这个比特币网络上公认的已经完成的交易记录，永久保存。

在比特币的世界里，大约每10分钟就会在公开账本上记录一个数据块，这个数据块里包含了这10分钟内全球被验证的交易。所有的挖矿电脑都在尝试打包这个数据块并提交，但以谁提交的为最终结果则是需要争夺的。

争夺记账权有什么好处？最终成功生成那个交易记录块的人，可以获得伴随这些交易而生成的交易费用外加一笔额外的报酬。交易费用一般都是转出资金方自愿提供给挖矿者的，因此不是系统新增的货币；额外的报酬是新生成的比特币，这就是比特币系统新增货币的方式。

比特币的有限性就由额外报酬的数量控制。依据比特币系统的设置，大约每10分钟可以生产一个交易记录块，最初每生产一个交易记录块可以获得50个比特币的额外报酬，这意味着比特币网络每天增加7　200个比特币，但是该报酬每隔4年就会减半，因此最终整个系统中最多只能有2　100万个比特币。目前已经经历了第一次减半，当前每个记录块的收益是25个比特币。截至2013年7月14日，被生产出来的比特币一共是1　140万个。

随着整个网络计算能力越来越强，截至2013年7月中旬，整个比特币网络的算力已经超过世界前500位超级计算机总和的20倍以上，而且这个算力还在飞速上涨。普通电脑的算力几乎没有任何机会抢到记账权。于是，“矿工”（参与者）们就自己构建矿池模式，和游戏组队打BOSS（难度较大、奖励较高且出现在最后的关键时刻的人物或怪物）一样，如果矿池抢到了记账权，那么就按照计算贡献来分配这次获得的收益。

那么，电脑是靠什么机制争夺记账权？在算力急速上升的情况下，它们又是如何使整个网络的交易记录块生成速度，保持在10分钟左右一个？事实上，电脑是在玩一个叫哈希的密码游戏，更具体点就是SHA…256算法。大家比的就是，在10分钟内谁能找到一个值和上一个数据块的哈希值以及10分钟内验证过的新交易记录合起来可以算出最小的哈希值。算出最小哈希值的那个人就抢到了记账权。同样，至少要小于某个值才有转发权，这个值越小，对应的就是比特币网络的难度系数越高。由于哈希值的结果相当随机，无法预知大小，所以只能不断苦算，纯粹是拼算力。如果在这10分钟内没能抢到记账权，那之前的努力就白费了，拿到新的区块后会重新进入下一轮。

之所以计算时要加上上一个数据块的哈希值，是因为这样一来，所有的数据块就被组成了一条可以从前到后不断验证的数据链条。修改中间任何一个数据块的任何交易记录，都会导致之后的所有数据块的哈希值验证失败；如果企图在修改记录后重新找一个合理值算出符合条件的哈希值并重新打包，那也意味着之后所有的数据块都需要重新寻找那个值来重算哈希值，其计算速度还必须比整个比特币网络更快，只有这样才能让网络接受你的结果，这就意味着攻击者要拥有超过整个比特币网络正义部分的算力，换句话说，要使用超过整个网络50％以上的算力才能保证攻击有效。当找到一个有效的哈希值时，就要迅速把生成的数据块转发出去，其他矿工收到后，认为这个数据块更优秀，就会以这个块为基础进行下一轮的计算。如果期间收到更小哈希值的数据块，首先考虑数据链长度，其次是哈希值更小，抛弃之前的结果，在新的基础上继续开展下一轮计算。

刚刚提到了一个很重要的概念——转发权。挖矿的难度是全网自动调整的，其依据是之前若干数据块生成的平均速度：如果低于10分钟，就把难度提高；如果高于10分钟，就自动把难度降低。这是一个默认规则，每个客户端都会独立判断并遵守，并不需要统一调度和安排。如果不遵守，你计算出来的数据块哈希值就达不到要求，也就无法得到其他矿工的认同。难度提升很简单，就是降低哈希值的下限。由于哈希算法的特性，这会使计算量呈指数上升。当找到一个可以算出达到标准的哈希值的数字后，就可以把算出的数据块广播出去，寻求其他矿工的认同。对于一次比特币交易来说，如果你的交易单正好在这个数据块中，就意味着获得了一次确认。当其他矿工在有你交易的数据块上继续工作并把数据链延长时，每延长一个块就意味着多得到一次确认。比特币网络的规则是，若一笔交易获得了6次确认，就认为这个交易已经得到了全网的认同，可以认定为有效。

有人可能会反驳说，如果我准备6台电脑，为我的虚假交易确认6次有效，不就可以在短时间内成功骗到别人吗？对不起，当挖矿难度变高，企图用普通电脑为别人确认交易几乎是不可能的。所以，在比特币诞生初期，Bitcoin…QT甚至自带了挖矿功能，随着全网算力的提高，这个功能纯粹鸡肋，就取消了。

比特币的其他特性

比特币作为纯粹的互联网产物，由于其纯数据特性，故而具有一些和现实货币迥异的、极具颠覆性的特点，为我们带来了另一个维度的思考。

匿名和公开

由于没有传统世界银行的开户行角色，比特币系统是纯匿名的。虽然我们可以根据本地完整的交易记录查询每个账号的流水信息，但无法将账号和现实的人对应起来。只要愿意，每个人都几乎可以拥有无数个地址。同样，没有任何人有权力操纵他人账号上的比特币。这是在人类历史上，第一次从技术上保障了私人财产的神圣不可侵犯、不可追踪、不可冻结。

然而，虽然比特币系统是匿名的，但若某个组织愿意公开自己的比特币账号，那么整个网络都可以随时追踪到该账号的所有流水信息。每一笔的到账时间、数额和支出都可以清晰地看到，相当于直接查询银行内部原始账单！对于非政府组织来说，这有助于大幅降低账目维护成本，而且能够保证百分百透明。2013年芦山地震时，壹基金就曾接受比特币捐赠，其比特币账目在网络上清晰可查。

纸钱包和脑钱包

只要拥有对应的私钥，就意味着拥有特定比特币地址上比特币的所有权。我们通常将私钥藏在钱包文件里，事实上，它经过编码也只是一个字符串，只是比地址略长一些，我们完全可以把它抄下来或者制成二维码打印到一张纸上，然后放到相对安全的保险柜里。那个字符串就承载了你全部的比特币财富！

基于比特币的一个更有意思的创造是脑钱包，其神奇之处完全超乎想象！在正常情况下，私钥和比特币地址一样难记，而在http：//brainwallet。org上，通过一句话就可以生成一对公钥和私钥。只要能记住这句话，你就可以根据它再次生成私钥，在任何有网络连接的地方提取比特币。这意味着可以把自己所有的财富储存在大脑里，而不依赖任何外在的东西。但是，生成脑钱包一定要尽量选一句全球唯一的话，不然“撞车”的机会就会大大增加。当然，这其实并不难，比如想一句：木匠张小明和老婆赵小花的小儿子叫波波。这样一句话大概是很难被别人也想到的。不过由于加入了人工因素，被猜中的概率大大增加，所以脑钱包并不是特别推荐，除非你明白自己在干什么。

可证明和不可证明

想象一下，假如你使用的是脑钱包，这个世界上将没有任何证据可以证明你拥有这么一笔钱。除非失忆或者死亡，否则这笔钱将一直存在。

同样，非对称数字签名技术可以轻易证明你拥有某个地址上的财富。只需使用私钥加密一条信息并发布出来，大家就可以确认你对该账户的拥有权，而无须把私钥公开，这同样适用于证明一笔匿名支付确实是你操作的。Bitcoin…QT客户端自带这个功能。

丢失不可找回

由于比特币去中心化以及几乎不可破解的特性，如果丢失了钱包文件（私钥），就意味着这个账号上的比特币彻底丢失了，神仙也无能为力。这里可没有拿身份证找回这码事。

当然，如果只是钱包文件的密码忘记了，那还可以尝试暴力破解；但若是钱包文件丢了，那就彻底没辙了。要知道，即使在真实世界里，许多特工的生命安全都是建立在椭圆曲线算法的强壮性上。

＇3＇不明觉厉，网络用语，意思是“虽然不明白是什么，但好像很厉害的样子”。

“天下熙熙，皆为利来；天下攘攘，皆为利往。”在《史记·货殖列传》中，司马迁深入阐述了经济利益对人类的强大吸引力。比特币起源于神秘创始人中本聪对于不需第三方监管的电子支付技术的革命性实验，经由开源社区、矿工、交易所、使用者等多方参与者的共同努力，最终形成了一个涉及数十万人、规模达数十亿美元的“货币独立王国”。围绕比特币的“铸造”、流通、兑换与支付，这一“货币独立王国”聚拢大量的利益相关者，构建了自己独特的权力契约，更打造出了日益成熟的生态圈。

比特币既非最早，亦非唯一的虚拟物品生态圈，游戏道具、虚拟币乃至电子优惠券都有自己的生态圈。但作为一类无机构控制、无第三方监管、可直接与法币双向流通、去中心化的货币，比特币与其他虚拟物品存在显著差别，因而其生态圈表现出完全不同的结构，内涵也更加丰富。

04　比特币生态圈

比特币流通链

从一个比特币生产、储存、流通、兑换、支付的完整过程出发，我们逐一分析每个环节涉及的各项服务、机构与利益，可对比特币流通链的构成形成一个全局性的认识。

图1　比特币操作流程图

图1是一个典型的比特币操作流程图，假设一个从未接触过比特币的新手要玩比特币，他首先需要了解如何获取比特币的问题。获取比特币的方法一般有3种：挖矿、购买以及接受他人的转账。挖矿需要拥有相应的软件与硬件，是一个庞大的产业链；购买要么通过线下进行，要么通过网上的交易所，也是一个庞大的产业链。

在获得比特币之后，要对比特币进行存储以便日后使用，这就涉及钱包问题。而使用比特币的途径无外乎3种：转账，即把自己的比特币直接转给他人；兑换，即把比特币兑换为法定货币（如美元、欧元、人民币等）或其他虚拟币，如莱特币（Litecoin）、XRP币（Ripple币）等；兑付，指转账与兑换的结合，即对于不接受比特币的交易方，可把比特币先转账给支持实时兑换技术的第三方，然后由第三方把比特币实时兑换为交易方愿意接受的货币并完成支付。

需要强调的是，上述各个环节并非泾渭分明，相互之间经常有所交叉和重叠，但是这些环节均涉及大量的服务机构与人员，并由此构成了比特币生态圈的主体。

前提

无论是挖矿还是购买，在获得比特币之