一个故事告诉你比特币是如何运作的

一个故事告诉你比特币的原理和运行机制 作者张洋周末抽空看了一些比特币原理相关的资料，虽然不敢说每一个细节都详细我完全明白，但总体思路和关键部分的主要原理还是比较清晰的。写一篇文章与大家分享。这篇文章的定位会更受欢迎。尝试用类比来解释比特币的基本原理。本文不会涉及算法和协议新离婚协议劳务协议合同个人投资持股协议广告合作协议合同较详细的部分自愿离婚协议范文我打算从程序员的角度再写一篇关于比特币原理的文章。从这个角度，我将对比特币系统中的关键数据结构算法和协议进行一些解释。在这篇文章中，我将给出一个虚拟村庄，叫做比特村。整篇文章将以讲故事的方式一步步告诉你比特币提出的动机和解决方案。问题是什么以及一些关键部件的目标和设计方案施工方案施工方案结构施工方案示例营销规划方案模型施工组织设计（施工方案）问题我们从比特币生成的动机开始以物易物比特币据村称，有一个小这个世界上叫做比特村的村庄。村里有数百户人家。这个村庄几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。因为没有大规模的贸易，比特村的村民一直过着以物易物的生活。也就是说，村民之间没有使用统一的货币进行交易。基本上，张家老李家用一袋面粉换了一个羊王，嫂子用一篮野果换了刘婶的两尺布。村民们一直都是这样用实物货币过着简单的生活。终于有一天，村民们觉得一直这样以物易物太不方便了，于是全村人聚在一起商讨如何解决这个问题。有人提出将黄金等易分、稀有的东西作为其他物品的一般等价物和黄金之间的对应关系编成表格。比如一克黄金对应一只羊，一克黄金对应一袋面粉等等，这时候老张再也不用背着一袋面粉去老李家换羊了。如果你找到一克黄金，你可以去老李家取回一只羊。有了这克黄金，老李就可以从任何愿意卖面粉的人那里换取一袋面粉。当然，他可以兑换任何相当于一克黄金的东西。此时，比特村已经进入了实物货币时代。符号货币没有多久。由于比特村附近的金矿不多，实物货币的劣势也出现了。开采和冶炼黄金太费时费力了。是因为磨损，或者是有人故意囤积。全村人又坐在一起，开始商议对策。这时候有人说，其实大家也不必真的用黄色。

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黄金，随便找一张纸，写一克黄金，只要全村人都同意这张纸等于一克黄金，问题就解决了。真金是需要开采和冶炼的金矿。有限的采矿和冶炼也需要成本，所以没有人能在短时间内凭空制造出来。赚大钱和写字是不一样的。只要我有足够的纸和笔，可以随心所欲地写，对于家里纸太多的人来说，这将成为一场斗争。也许一万张纸可以代替一只羊。其实这就是经济学上发生了通货膨胀，大家都在想，但是这时候有人提出了解决办法。这篇论文对任何写它的人都无效。我们只认村里受人尊敬的老村长。谁都知道老村长的名字。长期写一些纸，按照每个家庭的黄金存量分配等量的纸。比如老张家有200克黄金，老村长就送老张200张纸，上面写着一克黄金。黄金被当作抵押品。这样，老村长就会把村里的金子全部归还给自己的家，并根据每个家庭上交的金子数量，分发等量的书面纸。这时，村民们可以把纸当成金子了。交易进行了，老村长的话人人都认得，别人不能伪造。另外，如果有人的纸太破旧，可以找老村长换换等值的新纸。老村长承诺，任何想换取真金的人，只要把纸拿回来，老村长就会把等量的金子还给那个人，因为老村长写的是纸上的黄金和房子里的黄金数量是一样的，所以你只需要严格按照销毁的黄金数量。新纸上写多少纸的原则每一张有效的纸总是可以换取相应的真金。此时，比特村进入了符号货币纸币时代，老村长承担了政府和银行的角色。中央系统虚拟货币已经过去了。几年来，老村长每天都要检查大量旧钞，写新钞，还要仔细记录各种账目。老村长劳累过度，不幸开着吊车向西到比特村开大会商量怎么办。这时，老村长的儿子二狗子自愿接过父亲的笔，承担了发行货币的责任。年轻的村长二狗子很聪明。就这样，村民把纸币全部上交并销毁，但二狗子会记录每家每户上交的纸币数量。以后如果他们要交钱，比如老张想用一克黄金换老李换一只羊，他们就一起打二狗子。一个电话解释说老张名下的一克黄金应该分给老李的两条狗。

拿出账本，看老张的名字如果有1克黄金，减去老张名字的1克，加上老李名字的1克，就完成了支付。这时候，听到二狗子在电话里确认转账完成，老李就可以放心了。让老张把羊带走。此时，比特村已经进入了中枢系统的虚拟货币时代。每个村民都不需要实物支付。支付过程变成了二狗子维护的账本上数字的变化。这是一种分布式虚拟货币。新上任的二狗子很聪明，但这个人有时聪明却被智慧误会。一日二狗子盯着这本账簿，心想，全村谁有钱，就是我说的，我和他一样吗？我脑袋一热，从老张的账户里把十克黄金扣到了他自己的名下。本以为天衣无缝，没想到老张竟然有记账的习惯。一天，他正要付钱比特币的模式和制度，却被二狗子告诉老张账户里没钱了。查了我的账本，还有十克，所以拿着账本去二狗子理论查了一下，发现转账没有被老张批准。比特村爆炸了。二狗子的弹劾在所难免，但通过这件事，大家发现账本集中在一个人手上的劣势 l 这个系统完全依赖于书主的个人信用。如果这个人不遵守规则，随意篡改账本，整个货币体系就会崩溃。如果人家着火或者书被偷了，也会给整个系统带来危害。毁灭性打击 就在人们束手无策之际，村里一位名叫中本聪的宅男科学家上台告诉大家，他设计了一个名为比特币的虚拟货币系统，不依赖任何中央处理器来解决上述问题，并然后他慢慢描述了他的计划。接下来，我们来看看中本聪是如何设计这个系统的基础设施，构建账簿披露机制的。首先，中本聪解释说，现有的账簿要进行如下改造： 1 账簿中不再记录每个村民的余额，只记录每一笔交易，即记录每一笔的付款人、收款人和支付金额交易。只要账本的初始状态确认每笔交易的记录是可靠的，并且有时间序列，那么每个人目前持有多少钱，可以推算出的2本账本已经从私人变成了公开。只要有村民需要，当前的完整账簿都可以使用。账簿记录了从账簿创建到当前的所有交易记录。此言一出，下面立马炸了。第一个无所谓。但第二条规则根本无法接受，因为账簿记录了所有村民的交易，所以每个人的隐私都没有完全暴露？中本聪并不着急。

拿出一对奇怪的东西身份和签名机制公钥加密系统中本聪说不要惊慌，在他的机制下，没有人使用真实身份交易而是唯一代码交易他展示了他手中的神奇东西说这两个东西叫做安全印章和印章扫描仪。他会给村里的每家每户一个安全印章和一个印章扫描仪。两者的作用如下： 防伪印章可以在纸上盖章。每个印章所盖的印章，都包含了全村唯一的一串字符，但肉眼无法看到，也无法通过观察产生相应的印章。印章扫描仪可以扫描已经盖章的印章。读取隐藏信息并在液晶屏上显示一串字符。有了这两个神奇的东西，每个人都可以在不暴露真实身份的情况下进行交易。封印所隐含的一串字，就是这户人家。下面将详细介绍如何使用展销会保密印章和印章扫描仪。接下来，中本聪为全村招募虚拟矿工。它可以是一个家庭，也可以将几个家庭组合成一个组。作为矿工不影响货币的正常使用。矿工每天都会花费一定的时间从事比特币挖矿活动，但与淘金不同的是，虚拟矿工不需要带着工具去野外。可以在家工作 l 矿工有一定的获得报酬 矿工在挖矿活动中付出的努力越多，获得报酬的可能性就越大 l 矿工可以随时退出，也可以随时有新矿工加入。很快，大约五分之一的村民加入了比特币矿工组织。他们被分成7组，建立了一个初始账簿。手上的账簿根据账簿上记录的余额，将抵押给每个村民的所有黄金全部归还，然后将账簿彻底销毁。然后中本聪拿出一本新的账簿，在账簿的第一页记录了一些交易记录。特别是，这些记录的payer栏是所有系统，payee是每个印章对应的隐含字符，代表初始时刻。系统默认给每户分配一定数量的比特币，但是​​数量很少，只有几枚币甚至有点遗憾村户没有拿到比特币，然后中本聪说，因为现在比特币很少目前的市场，大家都可以回到以黄金为货币的时代。由于我不是村长，我无权强迫所有人承认比特币。每个人都可以自己做。决定是否接受比特币，但随着比特币的流动和矿工的活跃，比特币会逐渐增加。付款和交易这样做。现在我们来谈谈如何在这样的系统下完成支付。以老张付给老李 10 个比特币为例。付款人签署交易指令。为了支付 10 个比特币，老张必须先问老李的识别字符串是 ABCDEFG，例如，老张也有一个识别字符串，比如 HIJKLMN，然后老张给 HILKLMN 写一个列表，支付 10 个比特币给 ABCDEFG ，然后用自己的密印换了一个印章，把这张单子交给老李另外，为了方便追溯钱的来源，需要注明钱的来源记录在哪一页名单。例如，这个列表中的旧 10 个比特币来自建立账簿时系统的赠与记录。收款人确认单据的签字人老李需要确认单据确实来自HIJKLMN，由老张签字。这并不难比特币的模式和制度，因为文件上必须有保密印章。老李拿出印章扫描仪，扫描印章。如果液晶屏上显示的字符与付款人的字符一致，这里是HIJKLMN，可以确认表格确实是付款人签字的。这是因为根据保密印章机制，没有其他人可以伪造印章。任何人都可以扫描印章。确认付款人和账单上的印章是否相同。收款人确认付款人的余额。这个系统还是很成问题的。通过保密印章，收款人可以确认付款人已在表格上签字，但无法确认付款人是否没有。在中央虚拟货币系统中，在余额不足支付之前，二狗子负责检查付款人的余额，并通知收款人交易是否有效。现在二狗子开通了，谁来负责记账和确认每笔交易的有效性？之前说过，中本聪设计的系统是一个不依赖任何中心人物的分布式货币系统，所以不会有人或少数人负责这件事。最终接手的是前面提到的矿工组织老张。李和村里的其他任何人都使用比特币进行交易所有村民都依靠矿工的工作来完成交易。矿工的工作是整个系统的核心，也是最复杂的地方 夏普工具 比特币矿工不需要铁铲和探照灯之类的工具，但他们也有一些必要的东西