區塊鏈100問

第一問 區塊如何連接成區塊鏈

區塊鏈由一串使用密碼學算法產生的區塊連接而成。

每一個區塊上寫滿了交易記錄，區塊按順序相連形成鏈狀結構，也就是區塊鏈大帳本。

第二問：密碼朋克是什麼？

狹義地說，「密碼朋克」是一套加密的電子郵件系統

第三問：什麼是比特幣？

比特幣（BitCoin）的概念最初由中本聰在2009年提出，根據中本聰的思路設計發布的開源軟體以及建構其上的P2P網絡。

比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。

點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。

第四問：比特幣白皮書的誕生

北京時間2008年11月1日，一個化名為中本聰（Satoshi Nakamoto）的神秘密碼學極客發布了比特幣白皮書（《比特幣白皮書：一種點對點的電子現金系統》）。

自此之後，比特幣就逐漸進入主流視野。

第五問：第一個比特幣誕生啦

京時間2009年1月4日，白皮書的作者中本聰在位於芬蘭赫爾辛基的一個小型伺服器上，親手創建了第一個區塊——即比特幣的創世區塊（GenesisBlock），並獲得了第一筆50枚比特幣的獎勵，第一個比特幣就此問世！

第六問：誰是中本聰？

中本聰是比特幣的開發者兼創始者。

2008年11月1日中本聰發表了比特幣白皮書，並於2009年1月3日首次挖出比特幣，誰能動用創世區塊里的比特幣誰便是中本聰本人

第七問：比特幣是怎麼發行的？

比特幣沒有特定的發行機構，而是依靠一套去中心化的發行機制，逐步將比特幣發行出去。

比特幣系統相當於一個去中心化大帳本，每個區塊就是這個帳本中的一頁，系統自動生成比特幣作為獎勵激勵礦工參與記帳。

每10分鐘，全體礦工一起計算一道問題，最先算出答案的礦工獲得記一頁帳的權利，記帳完成後，他將自動獲得一定量的比特幣，這就是新增比特幣的發行過程。

第八問：什麼披薩能賣到3億元？

2010年5月22日，早期比特幣愛好者——美國程式設計師拉茲洛(LaszloHanyecz)希望能用比特幣交換實物商品，他在一個比特幣論壇發帖說：希望用10000個比特幣交換2個價值25美元的披薩。

一位英國志願者與拉茲洛達成交易，獲得了10000個比特幣的報酬。

這是比特幣第一次有了價格，在整個加密社區引起了很大的轟動，人們為了紀念這次交易，把每年的5月22日稱為「比特幣披薩日」，比特幣愛好者們聚在一起吃披薩慶祝。

以現在比特幣的比特幣價格計算，當時的2塊披薩價值約3億人民幣。

第九問：比特水龍頭是什麼？

在剛誕生那幾年，比特幣很便宜，並且非常容易獲得。

2010年年底，為了讓更多人知道並嘗試使用比特幣，程式設計師加文·安德烈森花50美元買入10,000個比特幣，並創建了名為「比特幣水龍頭」的網站，向所有訪問網站的人無償贈送5個比特幣，當時大約價值5美分，此舉對人們接受比特幣有顯著的效果。

第十問：比特幣為什麼還沒挖完？

比特幣系統靠調節難度係數保證比特幣不被太快挖完。

每10分鐘，全網礦工共同計算一道難題，競爭記帳權及比特幣獎勵。

如果全網算力不斷增長，比特幣將很快被挖礦。

為了保證比特幣穩定在約10分鐘挖出一個區塊，中本聰設計礦工挖礦獲得比特幣的難度每過2016個區塊（約2周時間）動態調整一次，令調整後的難度使得每生成一個區塊的預期時間為10分鐘。

現在的難度係數約為480PH/s，大約是創世區塊的680億倍，也就是說，以現在的算力，全網礦工需要經過約3000萬億億次哈希運算才能找到一個符合條件的答案，生成新的區塊。

第十一問：比特幣如何實現 總量恆定？

比特幣是一種通縮型虛擬貨幣，總量是2100萬個，你知道怎麼來的嗎？中本聰在設計比特幣的時候，規定每個比特幣可以細分到小數點後8位，每個區塊發行 50個比特幣，每21萬個區塊後，每個區塊的比特幣產量減半。

每10分鐘產生一個區塊，21萬個區塊大約是四年的時間，從2009年至今，比特幣產量已經減半2次，當前每個區塊發行12.5個比特幣。

大約在2045年，99.95%的比特幣將會發行完畢，2140年，比特幣無法繼續細分，至此比特幣完全發行完畢，發行總量約為2100萬枚比特幣（註：實際是20999999.97690000個）。

儘管比特幣通縮的貨幣政策是否合理在貨幣學上的爭議很大，但這一發行機制激烈著礦工儘早投入到比特幣挖礦中，使得比特幣系統獲得了大量算力和安全性。

第十二問：比特幣和Q幣有什麼不同？

特幣是一種去中心化的數字資產，沒有發行主體。

Q幣是由騰訊公司發行的電子貨幣，類似於電子積分，其實不是貨幣。

Q幣需要有中心化的發行機構，Q幣因為騰訊公司的信用背書，才能被認可和使用。

使用範圍也局限在騰訊的遊戲和服務中，Q幣的價值完全基於人們對騰訊公司的信任。

比特幣不通過中心化機構發行，但卻能夠得到全球的廣泛認可，是因為比特幣可以自證其信，比特幣的發行和流通由全網礦工共同記帳，不需要中心機構也能確保任何人都無法竄改帳本。

第十三問：各國對區塊鏈資產態度如何？

從全球範圍來看，各國政府對於區塊鏈、區塊鏈資產的態度不一，但整體來說都還處於探索期。

歐美國家積極監管。

德國是最早將比特幣等數字資產認定為私有財產的國家。

美國CFTC（美國商品期貨委員會）將比特幣定性為大宗商品。

紐約州目前頒發了3張BitLicense。

亞洲的情況不一樣。

日本積極支持。

2017年4月，日本實施了《支付服務法案》，正式承認比特幣是一種合法的支付方式。

韓國積極監管。

同年7月，韓國《比特幣監管法案》面世，設置了5億韓元的投資者准入門檻。

中國嚴格監管。

同年9月，中國人民銀行等七部委聯合發布《關於防範代幣發行融資風險的公告》，規定在中國，交易平台不得從事法定貨幣與 「虛擬貨幣」之間的兌換業務。

第十四問：比特幣怎麼轉帳？

生活中我們都有自己的銀行帳戶，轉帳是在銀行帳戶之間進行的。

同樣，比特幣轉帳就是把比特幣從一個比特幣地址轉移到另一個比特幣地址上的過程。

如果你想要轉帳比特幣給別人，你需要在比特幣交易平台、比特幣錢包或者比特幣客戶端中，輸入你的比特幣地址、接收方地址、轉帳金額和手續費金額。

確定支付後交易信息會在比特幣網絡進行全網廣播。

礦工每隔10分鐘會將比特幣網絡中未被記帳的交易打包進一個區塊，這就完成了一次確認，此時比特幣已轉到對方帳戶。

通常需要經過6次確認，確保交易記錄不能被任何人竄改，轉帳才算真正完成。

第十五問：比特幣轉帳手續費？

比特幣轉帳手續費是交易者付給礦工的一筆費用，用於激勵礦工競爭記帳為比特幣提供足夠的算力從而確保比特幣網絡的安全，有的地方也叫做礦工費。

用戶在比特幣網絡發起一筆轉帳時，一般需要支付給記帳礦工一定的轉帳手續費。

轉帳手續費一般為0.0001-0.0015個比特幣，由於區塊能容納交易記錄的容量有限，礦工會優先打包手續費高的交易，所以多付手續費可以更快被記帳。

比特幣交易手續費的存在能提高轉帳門檻，有效防止區塊鏈中充斥垃圾信息，並且能夠保證在比特幣被挖完之後礦工仍有動力維護比特幣網絡。

第十六問：區塊鏈轉帳居然按字節收費？

我們經常在銀行間進行轉帳，銀行間轉帳手續費一般是按照轉帳金額的一定比例收取。

比如跨行轉帳手續費約為5‰，異地轉帳的手續費為1‰-1%不等，而跨國轉帳除了支付以上手續費以外，還需支付50-200元每筆的電報費。

而區塊鏈資產之間的轉帳手續費與轉帳的金額大小無關，按字節收費。

以比特幣轉帳為例，一筆普通交易約占250字節，手續費約為0.001-0.0015個比特幣（約20-30元）。

如果你需要在一筆交易中同時轉帳給多個比特幣地址，那麼這筆交易所占字節數會更大，所以你需要多付一些手續費，才會有礦工及時打包你的交易。

即便如此，從轉帳成本來看，用區塊鏈進行跨國轉帳還是有很大的優勢。

第十七問：比特幣地址是什麼？

比特幣地址是一串由字母和數字組成的26位到34位字符串，看起來有些像亂碼，比如我的比特幣地址長這樣。

通過區塊鏈可以查到每個比特幣地址的所有轉帳記錄。

比特幣地址就是個人的比特幣帳戶，相當於你的銀行卡卡號，任何人都可以通過你的比特幣地址給你轉帳比特幣。

如何獲取自己專屬的比特幣地址呢？你可以下載一個比特幣錢包，或者在交易平台上註冊。

每個人的比特幣地址都是獨一無二的。

有地址就可以進行比特幣轉帳啦。

下載比特幣客戶端或者比特幣錢包，也能註冊自己的比特幣地址。

第十八問：比特幣節點是什麼？

比特幣是一種點對點的電子現金系統，更直接地說，是節點對節點。

每筆交易由發起方向周圍的節點進行廣播，節點收到之後再廣播給自己周圍的節點，最終擴散至全網。

每一個比特幣錢包都是一個節點，其中擁有完整區塊鏈帳本的節點叫做全節點。

2017年10月，比特幣全網約有9300個全節點，負責比特幣轉帳交易的廣播和驗證。

轉帳交易發生後，由所有節點共同廣播至全網，挖礦的節點驗證該交易正確後會記錄至區塊鏈帳本。

美國、德國、法國擁有的比特幣全節點數最多，中國的全節點數量約占全球5%（數據來源於： bitnodes.21.co）。

由於運行比特幣節點不提供任何獎勵，且不需要全節點也可以進行比特幣轉帳，所以比特幣的全節點數隻占節點數的一小部分。

第十九怎：出發交易到礦工打包要幾步？

當你發起一筆比特幣轉帳後，你需要將交易廣播至全網，挖礦節點接到這筆交易後，先將其放入本地內存池進行一些基本驗證，比如該筆交易花費的比特幣是否是未被花費的交易。

如果驗證成功，則將其放入「未確認交易池」（Unconfirm Transaction），等待被打包；如果驗證失敗，則該交易會被標記為「無效交易」（Invalid Transaction），不會被打包。

也就是說，挖礦節點在比拼算力的同時還需要及時驗證每筆交易，更新自己的「未確認交易池」。

節點搶到記帳權後，將從「未確認交易池」中抽取約近千筆「未確認交易」進行打包。

有時候我們的交易不能被及時打包，是因為「未確認交易池」中的交易筆數太多，而每個區塊能記錄的交易筆數有限。

第二十問：比特幣的數字簽名？

比特幣的數字簽名，就是只有比特幣轉帳中轉出的人才能生成的，一段防偽造的字符串。

通過驗證該數字串，一方面證明該交易是轉出方本人發起的，另一方面證明交易信息在傳輸中沒有被更改。

數字簽名由數字摘要和非對稱加密技術組成。

首先通過數字摘要技術把交易信息縮短成固定長度的字符串，然後用自己的私鑰對摘要進行加密，形成數字簽名。

完成後，需要將完整交易信息和數字簽名一起廣播給礦工，礦工用牛牛的公鑰進行驗證，如果驗證成功，說明該筆交易確實是牛牛發出的，且信息未被更改。

非對稱加密技術是指數字簽名加密的私鑰和解密的公鑰不一致。

看起來好複雜，其實真實轉帳過程只需要你輸入私鑰就瞬間完成啦！

區塊鏈100問第二十一問：比特幣交易和找零機制

比特幣轉帳可以一次把多個地址的餘額轉出，也可以一次轉入多個地址。

舉個栗子，你需要支付給牛牛5個比特幣，但是你的A/B/C 3個地址里各有1/2/2個比特幣，每個地址的餘額都不足以支付5個比特幣。

這時候，你可以發起一筆轉帳，同時把A/B/C三個地址共5個比特幣轉帳給牛牛。

再舉個栗子，如果你的比特幣地址有5個比特幣，但是你只需要轉1個給牛牛。

你需要在轉帳的時候告訴礦工：我有5個比特幣，其中1個轉給牛牛，另外4個轉回給我自己（可以是原地址或創建新的地址）。

千萬別忘了說哦，不然剩餘的4個比特幣就全給礦工當手續費了。

這就是比特幣的找零機制。

第二十二問：挖礦是什麼？

挖礦是將一段時間內比特幣系統中發生的交易進行確認，並記錄在區塊鏈上形成新區塊的過程，挖礦的人叫做礦工。

簡單說來，挖礦就是記帳的過程，礦工是記帳員，區塊鏈就是帳本。

怎樣激勵礦工來挖礦呢？比特幣系統的記帳權力是去中心化的，即每個礦工都有記帳的權利。

成功搶到記帳權的礦工，會獲得系統新生的比特幣獎勵。

因此，挖礦就是生產比特幣的過程。

中本聰最初設計比特幣時規定每產生210000個區塊，比特幣獎勵減半一次，直至比特幣不能再被細分。

因為比特幣和黃金一樣總量有限。

所以比特幣被稱為數字黃金,比特幣生產也俗稱挖礦。

第二十三問：比特幣怎麼挖礦？

比特幣通過挖礦產生。

每10分鐘，全網礦工一起計算一道算術題，誰先算出答案，就相當於挖到了這個區塊，該礦工便能獲得系統新生的比特幣獎勵。

在比特幣剛誕生的時候，通過計算機的CPU便可以挖礦。

隨著挖礦的礦工越來越多，目前用CPU已經不能挖出比特幣了，大家開始用礦機挖礦。

如果你想挖礦，首先需要準備好礦機、比特幣地址、挖礦軟體等。

但是目前比特幣網絡算力太大，個人購置少量礦機也很難挖出區塊。

很多礦工加入礦池一起挖礦，礦場只負責計算，礦池負責信息打包。

礦池挖到比特幣之後根據礦場的算力占比分配收益，以此保證更加穩定的投入產出。

第二十四問：礦工是怎麼挖礦的？

在區塊鏈興起之前，礦工專指挖煤礦的工人，群體印象是渾身沾滿了煤屑，衣服以外都是黝黑皮膚的男人。

區塊鏈誕生之後，礦工不再只是煤礦工人的簡稱，有了一種全新的含義：從事虛擬貨幣挖礦的人。

和傳統的「礦工」不同，區塊鏈產業區塊鏈領域的礦工具有更多的科技色彩。

礦工的主要工作是交易確認和數據打包，如果你想成為一名礦工，其實也比較簡單，購買一台專用的計算設備，下載挖礦軟體，就可以開始挖礦了。

挖礦不需要礦工親自動手，實際是由電腦在執行特定的運算，對於礦工來說只要保證礦機電力供應和網絡連接就可以了。

第二十五問：礦機是什麼？

以比特幣為例，比特幣礦機就是通過運行大量計算爭奪記帳權從而獲得新生比特幣獎勵的專業設備，一般由挖礦晶片、散熱片和風扇組成，只執行單一的計算程序，耗電量較大。

挖礦實際是礦工之間比拼算力，擁有較多算力的礦工挖到比特幣的機率更大。

隨著全網算力上漲，用傳統的設備（CPU、GPU）挖到比特的難度越來越大，人們開發出專門用來挖礦的晶片。

晶片是礦機最核心的零件。

晶片運轉的過程會產生大量的熱，為了散熱降溫，比特幣礦機一般配有散熱片和風扇。

用戶在電腦上下載比特幣挖礦軟體，用該軟體分配好每台礦機的任務，就可以開始挖礦了。

每種幣的算法不同，所需要的礦機也各不相同。

二十六問：礦場長什麼樣？

礦場是集中管理礦機的場所，一般選址在電費相對比較便宜並且比較穩定的地方。

早期的礦場運營比較粗放，就是搭一個架子，然後把礦機放上去，就可以開始運營了。

後來發現這種運行方式下，礦機損壞率高，維修成本太高了。

後來開始有了通風、還有隔塵等方案，再往後發展，就有了有室內溫度和濕度的嚴格控制。

現在整個礦場的運營方案還在不斷升級和進化。

因為礦機運行起來噪音比較大，一台礦機運轉時，在一米處測試噪音達73dB(a)左右，幾千台礦機運轉起來的時候對周圍的影響可想而知，所以有些地方經過設計和裝修改造，出現了靜音礦場。

第二十七問：比特幣挖礦機的進化史？

自從比特幣誕生以來，比特幣挖礦經歷了以下四個階段：CPU挖礦→GPU挖礦→專業礦機挖礦→礦池挖礦。

2009年1月3日，比特幣創始人中本聰用電腦CPU挖出了第一批比特幣。

隨著大家對比特幣的認可，挖礦的人越來越多，全網算力不斷上升，挖礦難度逐漸上漲。

2010年9月18日第一個顯卡挖礦軟體發布。

一張顯卡相當於幾十個CPU，挖礦能力得到明顯提升。

之後又有人發明了基於挖礦晶片的專業挖礦設備，即礦機。

目前行業領先的螞蟻礦機裝有將近200張BM1387晶片，相當於3萬多張GPU的算力。

隨著更多礦機加入挖礦，單獨的礦機也很難挖到比特幣了。

於是，礦工將自己的礦機集中起來，形成了礦場和礦池。

第二十八問：礦池怎麼挖礦？

隨著參與挖礦的人數越來越多，比特幣全網的算力不斷上漲，單個設備或少量的算力都很難再挖到比特幣。

這時候，礦池誕生了。

礦池突破地理位置的限制，將分散在全球的礦工及礦場的算力進行聯結，一起挖礦。

礦池負責信息打包，接入進來的礦場算力負責競爭記帳權。

由於集合了很多礦工的算力，所以礦池的算力占比大，挖到比特幣的機率更高。

礦池挖礦所產生的比特幣獎勵會按照每個礦工貢獻算力的占比進行分配。

相較單獨挖礦，加入礦池可以獲得更加穩定的收益。

目前全球算力較大的礦池有魚池、蟻池、幣網、國池、BitFury。

除了BitFury，其餘都來自中國。

第二十九問：算力是什麼？

在通過「挖礦」得到比特幣的過程中，我們需要找到其相應的解，而要找到其解，並沒有固定算法，只能靠計算機隨機的哈希碰撞。

一台礦機每秒鐘能做多少次哈希碰撞，就是其「算力」的代表，單位寫成hash/s。

算力可以簡單的理解為計算能力。

目前主流的礦機為14T左右的計算量級，即一台礦機就能每秒做至少1.4*10的13次方次哈希碰撞，我們可以說，這一台14T規格的礦機就有14T的算力。

礦工所掌握的所有礦機占比特幣全網總算力的百分比是多少，就代表TA在這10分鐘競爭中能夠獲勝的機率就是多少。

舉個例子，如果比特幣現在全網的算力是100，而某個礦工擁有10的算力，那麼TA每次競爭記帳成功的機率就是1/10。