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比特币是什么呢?

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比特币是什么呢?
比特币呢实际上是一种电子货币或者叫数字货币。
他是基于密码学的一种货币,这种货币呢跟我们以前呢因为银行卡里面那个货币它不太一样啊,它的出现呢是一种传奇。在两千零八年的时候。
中融危机两千零八年十一月一日的时候。
有一个网络极客,他呢呃化名叫中本聪啊,这个中本聪呢我们到目前为止也不知道他到底是谁,他在网络上发表了一篇文章啊这篇文章。
我们现在管他叫白皮书。
白皮书啊全名叫比特币,一种点对点的电子现金系统。啊,他在这个白皮书里面呢提出了这样一种构想。就是说呢我们可以设计一种。
去中心化的。
电子记账系统。
去中心化的电子记账系统,我们在进行交易的时候,最重要的两件一件事儿啊就是记账啊就是记账啊,比如说吧我付给你多少多少钱,我要检查我自己的银行卡里还有没有这么多钱,对吧?我付给你之后完胜。
多少钱?这就叫记账。那么那现在的记帐是谁来记呢?是银行寄,我们不管是用信用卡还是用这个支付宝或者微信,都是银行来记账。我们信任银行。因为银行的背后是国家的信用,对不对?
啊,那么他这个这个中本聪就说呢,其实我们并不需要有一种中心化的这个记账系统。我们可以去中心化每一个人的账本呢都是让别人去看,都是公开的啊,这就叫。
去中心化电子对账系统。举个例子来说啊,比如说有这么几个小朋友,这几个小朋友啊分别叫a b c d 吧,a b c d 他们呢进行交易啊,买东西卖东西之类的。
所以相互之间就就要进行支付,对吧?支付的时候比如说有一次a 呢先支付了十个比特币,十个比特币给b 这件事情呢a 幺记账。
记账了之后,你不能自己留着,因为你自己留着别人不信,对吧?所以你要把这个账单呢要广播出去,要告诉所有人。所以说a 把这账单告诉b 告诉c 又告诉d 了,广播到网络上所有人。
过了一会儿呢,b 也要进行支付,比如说b 支付了五个比特币啊给c 同时呢会把这个账单呢告诉d 告诉a 再告诉c 对吧?
然后呢,这个c 呢又支付,比如支付了两个比特币给d 对吧?同时呢c 也要把这个账单呢告诉其余的所有的人。好,这样。
那么这个账单呢,我们会把它进行打包啊,打包成一个块。这个块我们就叫它区块啊,区块这一个区块里面呢它大小大概是一兆啊,我们可以存。
四千条左右的交易记录,有时候多一点,有时候少一点是取决于每一条记录大小啊。好了,这一块打包完了之后,我们再把这个块链接到以前的交易记录上。
形成了一条链啊,就把这个块接到以前的块上,然后过一会儿再把新的块进来,他后面就叫区块链,就这么回事儿,对吧?那好,我们啊有的这么一个系统之后,就要解决几个问题,什么问题呢?
比如说啊这个账单呢以谁为准,这就是一个问题,以谁为准啊,因为每个人的账单可能是不一样的。比如说a 呢他可能会先记录。
a 把十个比特币给b 这件事后记录,b 把五个比特币给c 这件事儿。但是因为网络的延迟效应,d 这块可能不是这样的,d 的顺序可能是先记录了b 负五个比特币给c。
然后au 负了十个比特币kb 对吧?每个人的账单可能不太一样。你到底是以谁为准?第二个呢就是我们为何要记账。
啊,凭什么你广播给我,我就要收着呢,凭什么我要去花我自己的电脑资源,记录一个跟我无关的这个账户呢,对不对?为什么要记账?第二就是第二个问题。
第三个问题呢就是如何防伪啊如何防伪,什么叫防伪呢?比如说吧这个b 啊广播了一条消息,说a 制服了十个比特币给他。
但实际上呢,a 并没有支付给他,那这就是一个伪造的寄托。我们怎么去防伪,对吧?怎么去防止篡改之前的记录,我把它改掉啊,这个怎么办?那么如何去防止篡改啊?
还有很多很多其他的问题,比如说如何防止双重支付啊,一个人同时发给两个人,使得比特币,但他实际上一共就只有十个比特币啊,还有呢就是如何进行保密,你这个信息都是公开的,那别人不就知道你有多少钱了吗?怎么去保密等等一系列的问题。
我们今天的主要队员是前两个啊,以谁的账单为准,还有我为什么要去肇我们。首先呢来说一下为什么要记账。记账是因为啊记账有奖励。
记账的奖励。
啊,记账的奖励。
那么每一个比特币系统中的这个用户呢,他都可以去记帐。如果他记得账第一个它有手续费的收益,手续费啊,手续费什么意思呢?
就是af 十个比特币给b 的话,a b 需要多付出这么一点点,这一点点就是给这个打包的这个人他记账了,这个人他的一个手续费。这个如果你要是用银行卡的话,其实也有手续费,而且还其实挺高的。那如果你用比特币的手续费就低了,对吧?
啊,这就是第一个他的收益,第二个它的收益就是打包的那个人,他有一个打包奖励啊,打包的奖励只能是一个人打包。
这一个人他会获得奖励,奖励是多少呢?中本聪在二零零八年提出这个系统的时候呢,他设计了这样的一个方案,就是啊每十分钟打一个包,每十分钟打一个包。最开始这一个包呢。
奖励打包者五十个比特币。啊,过了四年之后呢,没打一个包或奖励你二十五个比特币啊,如果你要是再过四年就奖励十二点五,也就是每过四年之后他会减半。
咱们来算一算比特币一共有多少个啊。首先呢每过十分钟你会打一个包,就一个包呢有五十个比特币的奖励,对吧?一个小时呢有六个十分钟可以打包六次。
啊,然后呢每天有二十四个小时,每年都有三百六十五天,前四年的时候都是这样,我在乘个四年,但是第二个四年就不是这样,第二个四年会减半,对吧?
所以我再成个第一个四年,第二个四年后乘客二分之一,第三个次年会长二分之一的平方,第四个四年二分之一的三次方,这样一直加下去。如果我们把它都算出来,最后结果大概是两千一百万个。
也就是说呢,这个比特币一共就只有两千一百万个,他是通过打包奖励这种方式把它扩散出去的,对吧?啊,就是这样的一个问题。那就正因为有了这个手续费和打包奖励这两条,所以大家都抢着去打包。
你抢着去打包,那谁以谁为准呢?啊,下一个问题以谁为准,对吧?以谁为准,只能是一个人大包,对吧,这个权利给谁呢?
啊,就中本聪想了一个办法,叫工作量证明。
工作量证明这个工作量证明是什么意思呢?就是说每一个参与的用户他都要去做一个很难的数学题。这个很难的数学题你把它做出来了,那你就可以有权利进行打包。你如果要进行打包了,你就会获得手续费以及打包奖励。
吧,这个很难的数学题难到什么程度呢?难道没有任何一个人能够直接通过脑子把它做出来。我们必须一个一个数据尝试,直到你把它尝试出来了,那么你就获得这个奖励,所以。
这个过程我们就称之为挖矿啊称之为挖矿。如果你把这个数学题做出来了,你就获得了这个打包的奖励。而这个打包的奖励就是几十个比特币。
你就称之为挖矿成功了啊,这就是挖矿的含义。那么具体呢,这个数据题到底是怎么回事儿呢?咱们再往下继续说,我们下面来讲一下挖矿的具体原理是什么啊,挖矿的原理。
挖矿。啊,我们刚才说过,他是做一个很难的数学题,但是这个数学题并不是看你脑子聪明不聪明,而是看你cpu 的速度如何啊,因为没有人能够通过脑子把它算出来,大家方法只能是一个一个试。
具体的原理是什么呢?首先我们回忆一下,以前我们曾经讲过一种叫做哈希。
哈希函数的东西啊。
这个哈希函数啊,他的意思呢也可以叫数字摘要或者散列函数啊,他的意思是说我们可以把一个字符串通过一定的运算转化成一个摘要的形式。而且呢你正着算比较容易反应,算很难。比如说吧。
啊,哈希算法里面有一个很著名的哈预算法叫少二五六。
上二五六啊,这是美国国家安全局发明的一种算法。如果我把一个字符串输入到这个沙二五六函数里边,比如这个字符串叫apple。
a p p l e 啊说出了多少呢?输出的是一个呃这个二进制数,这个二进制数有二百五十六位,比如说一零一零一一零一零啊,没有什么规律是吧,一共有多少位呢?
共有二百五十六位、二百五十六位啊,所以就叫沙二五六嘛。而且呢这个算法吧,就是不管你前面输入的是什么,那后面他结果都是二百五十六位的一个二进制数。
你把一个十个g 的电影放进去,他最后输出的含量二百五十六位的数啊,而且呢如果你改一点点,他就数字都不一样。比如我的apple,這我加一个点儿多了一个点儿,最后的就每一位的数字都有可能会发生变化,这就是他的一个特点。
而且呢哈西算法的难度啊就在于他正向。
有趣之处啊,他正向算比较容易,正向算比较容易,但是他反向算非常的困难。
这就是他算法的一个特点啊,我们举个例子啊,比如说吧呃有这么一个函数,就是x 的三次方加log 二x 加sin x 等于y 啊。
我是举个例子,你给我一个x 让我算出万了,其实这个并不难,但是你给我一个外问yx 十几,这就很困难。哈希函数比这个还要复杂的多,所以他反算基本上是不可能的。
我们只能怎么办?我们只能一个一个去试啊,假如你告诉我一个一个结果,你问我什么结果失效了,那我就只能一个一个试,一直把它射出来为止啊,这个呢就是哈希算法的一个基本的问题啊。
那么呃这个挖矿呢,其实就是基于这个沙二五六的这个一个运算。我们来说一下挖矿的具体的原理是什么。
刚才我们说到啊这个区块链呢其实是一大堆的交易信息,对吧?一大堆的交易信息啊,比如说呢这个区块链已经链接到了某一个位置。从最开始第一个块开始练。
一直练练到了某一个位置。
目前的情况这个块里并不只有交易信息,它实际上是有一个块的头部,有一个块的头部。还有呢它里面有一些内容啊,这个内容呢其实就是信息。
就是我们交易的这个记录账单啊,现在呢有很多的人说我现在呀都想进行打包,为什么呢?因为打包有奖励还有手续费,对吧?每一个人呢都有自己的一个账单。
这个账单是他收集了周围一大堆人啊,造成了账单,每一个人都拿着账单准备去往上接块。但是在这块的时候,他必须要算一个数学题。什么数学题呢?首先。
他会有一个字符串。
啊,他会有一个字符串,这个字符串里边内容非常多啊,但是我们说一些主要的这个字符串包含哪些内容呢?首先包含目前的这个块,目前已有的这个块,也就是前块。
这个钱块的头部。
这个钱罐的头部啊,这是第一个部分。第二个部分呢就是呃他现在已经有了这个账账单啊账单的信息。
你已经有打包好的这个账单的信息啊,还有呢比如说像时间呢之类的,时间戳之类的啊,还有一大堆乱七八糟的啊,然后还有一个很重要的就是有一个随机数。
随机数。好,这是你的一个字符串。现在呢你对这个字符串做两次哈希运算,那对两次这个沙二五六运算他的。
巴西值等于什么呢?等于下二五六。
然后下二五六。
然后字符串。
你把这个字符串啊做两次这个哈希运算啊,这个速度其实非常快,你一下子就能算出来这个数世纪。但是你做出来之后会发现它是一个二百五十六位的数,对不对?这个二百五十六位的数。
我们要求什么呢?要求它的前n 位必须是零钱,安慰必须是零。比如说你算出来的这么个数,这个数结果是。
零零零零零二零零,比如说有这个九个零啊,这有九个零,然后后面是什么一零一一呃,一直到最后一共有二百五十六位。
岁数这么一个数量,假如我的要求就是前九个位数是零,那你就算对了,那你就算对了,你算对了,你就有资格去打包,你就有资格打包的。意思是说你要把你算出来的这个哈希值。
作为一个新块的头部,然后呢你算出来这么一个一个数,对吧?一个数。然后呢作为一个新块的头部打一个包,打完了这个包之后,再把你这个包干嘛呀,接到后面去啊,于是呢。
就接触一个新块了。
接触过情况来,你就获得了什么样,获得了你想要的奖励,就这样。那么我们怎么能算出在前面这几位都是零呢?就要改变一个内容,就是改变这个随机数。
其他的内容你是改不了的,对吧?所以你就改变这个随机数,随机数最开始从零开始啊,从零开始零算一次,看看是不是满足条件不满足,好算一一不行。
二二不行,算三,它都是二进制的啊,你就不曾这么试,直到你把它试出来为止。而且呢要注意每个人在计算的时候,它的这个题目难度是不一样的,为什么呢?
因为每一个人呢虽然钱块的头部大家都一样啊,但是你所打包的这个账单可能是不一样的,对吧?你的时间还有时间可能是不一样的,还有你的个人信息也是不一样的。
所以呢造成了这个随机数大小不同。有人运气好,他第一个数据算出来了,那直接就打包起来了,对吧?有人运气不好,他虽然计算能力强,要做的好长时间,最后也算不出来,不过平均来讲是这样的,谁的计算能力更强?
谁就更有希望打包这个块,谁就更有可能去挖到这个框啊,就是这样的人,你说大家为什么拼命的去买这个矿机呢?对不对?好,那我们继续往下说啊,说这个。
我们啊有一个难度的设置,这个难度的设置也就是这个n 位啊,这个n 是怎么确定的?难度n 的确定显而易见啊。
前面的这个零它个数越多,这个问题就就越难啊,为什么个数多就难呢?咱们想象说在这个问题中啊,你不可能反算,只能是一个一个随机去试。
每一个每一位上出现零的概率和出现一的概率各是百分之五十。所以第一个是零的话,你概率是多少?概率是二分之一,对吧?那就是二分之一,第二位是零的话,概率概率也是二分之,第三位是零,概率也是二分之一。
一直到最后一位是零,概率也是二分之一,这样乘起来结果得多少得二分之一的n 次幂显而易见,这个n 越大,这个难度就越高,n 越小,难度就越低,对吧?
那中本聪当时在设计的时候,就是啊保证每十分钟。
每十分钟他需要出一个块。
需要出一个块,然后打包几千条信息啊,那怎么去保证呢?就是调整这个n 的难度啊,调整这个n 的数字。我们举个例子啊,比如说比如说世界上有一万台矿机。
一万台矿机。
这个一万台矿机啊,每一台的计算能力是十四个t 每秒,也就是每秒钟可以计算十四t 次哈希运算。那十四t 是多少?一t 是十的十二次方。
所以这个数是一点四乘十的十三次方每秒啊。
明明没有好那么十分钟,你到底能算多少次,咱们算一下这个十分钟啊,应该是六百秒,对吧?一点四乘十的十三次方啊。
就是每一个矿机一秒钟算的再乘以十的四次方,这表示有一万台矿机,然后呢你还得乘以十分钟,大概是六百秒,对吧?这个数字大概是八乘十的。
十九次方,也就是说呢十分钟大家可以进行这么多次运算啊这么多次运算。那我们再讲一下,你如果啊概率是二分之一的n 次幂,你想出来这个块的话,你需要计算的次数就是二的n q p 四吧,你概率就是四分之一。
的话,你出的这个块平均你要算六十四次,同样道理啊,你算了这么多次对不对?那么他大概相当于是二十多少次幂呢?我们可以通过计算发现。
如果这个n 等于六十六的话啊,这个时候啊你的出现概率能够算出概率是二分之一的六十六次命。然后呢你平均。
需要算的次数,平均的次数就是二的六十六次方,大概也是八乘十的十九次方。所以说这种情况下呢,矿机就会把难度设置成n 等于六十六。
第一个能够算出来前六十六位全都是零的人就成功打包这个块,也就成功的挖到了矿。你没有办法让自己运气变得更好。你能够做的就是买更多的矿机,然后拼命的。
去挖矿,这样呢你就有可能会得到这个比特币,大概就是这样一个原理是吧?好,我们这一次呢解释的到底区块链这个块到底是怎么形成。但是实际上还有很多问题没有解决啊,比如说我们如何去防止。
这个双重支付的问题就没有解决,我们还没有解决,说我们怎么防止伪造的问题啊

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