区块链基础百问-上篇

本文主要内容来自火币资讯区块链100问科普摘录,方便自己翻阅,仅供参考

1. 从物物交换到比特币

  • 一般等价物->实物货币->纸币(依靠国家信用背书)->记账货币(银行卡)
  • 08经济危机中,美国有记账权,通过无限增发货币缓解危机。中本聪想创建一种新型支付体系:人人有权记账,货币不能超发,整个账本完全公开透明

2. 什么是比特币

  • 中本聪提出,点对点、去中心化的数据资产
  • 09年中本聪打包了第一个区块,获得50BTC的挖矿奖励
  • 挖矿奖励每四年减半一次,预计2140年发行完毕,总量为2100万枚
  • 德国是首个接受比特币支付的国家,微软/戴尔等企业也接受比特币支付

3. 比特币白皮书的诞生

  • 08年中本聪论文,比特币系统是一个去中心化的电子现金系统。
  • 解决了在没有中心机构的情况下,总量恒定的数据资产的发行和流通问题。
  • 信息公开透明,每一笔转账信息都会被全网记录,白皮书问世也代表着比特币底层技术区块链的诞生

4. 第一个比特币诞生

  • 中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上,亲手创建了第一个区块——即比特币的创世区块(Genesis Block),并获得了第一笔50枚比特币的奖励,第一个比特币就此问世
  • 当时正处于08年金融危机,为了纪念比特币的诞生,中本聪将当天的《泰晤士报》头版标题——“The Times 03/Jan/2009 ,Chancellor on brink of second bailout for banks”刻在了第一个区块上。

5. 谁是中本聪

6. 密码朋克是什么

  • 狭义地说,“密码朋克”是一套加密的电子邮件系统
  • 1992年,英特尔的高级科学家Tim May发起了密码朋克邮件列表组织
  • 用户约1400人,讨论的话题包括数学、加密技术、计算机技术、政治和哲学,也包括私人问题,早期的成员有非常多IT精英

7. 比特币如何发行

  • 没有特定的发行机构,而是依靠一套去中心化的发行机制,逐步将比特币发行出去
  • 相当于一个去中心化大账本,每个区块就是这个账本中的一页,系统自动生成比特币作为奖励激励矿工参与记账
  • 每10分钟,全体矿工一起计算一道问题,最先算出答案的矿工获得记一页账的权利,记账完成后,他将自动获得一定量的比特币,这就是新增比特币的发行过程
  • 根据中本聪的设计,最开始每记一次账奖励50个比特币,每记21万页账(也就是21万个区块,大约需要4年),记账的奖励就会减少一半,直到大约2140年,比特币将无法继续细分,至此,比特币发行完毕,总量2100万

8. 第一个比特币实体交易(披萨)

  • 美国程序员拉兹勒1000btc买了一个英国志愿者2个价值25美元的披萨
  • 为了纪念这次交易,把每年的5月22日称为“比特币披萨日”,比特币爱好者们聚在一起吃披萨庆祝

9. 加文安德烈森继任中本聪

  • 加文·安德烈森是比特币核心开发团队的成员之一,中本聪从互联网上销声匿迹之前用邮件保持联系的少数几个人之一
  • 2010年,加文开始接触比特币,并开始向中本聪提交代码,以优化比特币的核心系统,中本聪逐渐对加文的代码有了信赖
  • 后来,中本聪退到了幕后,加文变成了比特币的领导者,加文组建了比特币核心开发团队,致力于修复比特币代码的安全漏洞,提升比特币软件的稳定性使其更易用,并创建了非盈利性的比特币基金会

10. 比特币水龙头

  • 为了让更多人知道并尝试使用比特币,程序员加文·安德烈森花50美元买入10,000个比特币(2010),创建了“比特币水龙头”网站,向所有访问网站的人无偿赠送5个比特币
  • 比特币水龙头网站甚至形成一种新型商业模式,早期有约50%的比特币网站靠其导流(大量浏览量,向主要比特币网站导流赚取广告费)

11. 比特币为什么还没被挖完

  • 全网算力上升,比特币系统靠调节难度系数来保证比特币不被太快挖完
  • 为了保证比特币稳定在约10分钟挖出一个区块(竞争记账权和比特币奖励),中本聪设计出调整挖矿获得比特币难度这一方案,即每过2016个区块(约2周时间)动态调整一次,这样调整后的难度使每生成一个区块的预期时间为10分钟
  • 现在的难度系数约为480PH/s,大约是创世区块的680亿倍,也就是说,以现在的算力,全网矿工需要经过约3000万亿亿次哈希运算才能找到一个符合条件的答案,生成新的区块

12. 比特币如何实现总量恒定

  • 中本聪设计每个比特币可以细分到小数点后8位,最初每个区块发行50个比特币,每21万个区块后每个区块产量减半
  • 大约在2045年,99.95%的比特币将会发行完毕,2140年,比特币无法继续细分,至此比特币完全发行完毕
  • 特币通缩的货币政策是否合理在货币学上争议很大,但这一发行机制激励着矿工尽早投入到比特币挖矿中,使得比特币系统获得了大量算力并保证了安全性

13. 比特币和Q币有哪些不同

  • 比特币是一种去中心化的数字资产,没有发行主体。Q币是由腾讯公司发行的电子货币,类似于电子积分,其实不是货币
  • Q币需要有中心化的发行机构,依靠腾讯的信用背书
  • 比特币不通过中心化机构发行,但却能够得到全球的广泛认可,是因为比特币可以自证其信,比特币的发行和流通由全网矿工共同记账,不需要中心机构也能确保任何人都无法窜改账本

14. 各国对区块链资产的态度

  • 态度不一,都处于探索期
  • 欧美国家积极监管,德国最早将数字资产认定为私有财产,美国CFTC将比特币定性为大宗商品
  • 亚洲方面,日本积极支持,韩国积极监管,中国严格监管:交易平台不得从事法定货币与虚拟货币之间的兑换业务。

15. 比特币怎么转账

  • 对比银行,银行转账是在银行账户之间进行的,比特币转账就是把比特币从一个比特币地址转移到另一个比特币地址上的过程
  • 如果你想要转账比特币给别人,你需要在比特币交易平台、比特币钱包或者比特币客户端中,输入你的比特币地址、接收方地址、转账金额和手续费金额
  • 确定支付后交易信息会在比特币网络进行全网广播。矿工每隔10分钟会将比特币网络中未被记账的交易打包进一个区块,这就完成了一次确认,此时比特币已转到对方账户
  • 通常需要经过6次确认,确保交易记录不能被任何人窜改,转账才算真正完成

16. 比特币转账要付多少手续费

  • 比特币转账手续费是交易者付给矿工的一笔费用,用于激励矿工竞争记账,为比特币提供足够的算力,从而确保比特币网络的安全,有的地方也叫做矿工费
  • 用户在比特币网络发起一笔转账时,一般需要支付给记账矿工一定的转账手续费。转账手续费一般为0.001-0.0015个比特币,由于区块能容纳交易记录的容量有限,矿工会优先打包手续费高的交易,所以多付手续费可以更快被记账
  • 比特币交易手续费的存在能提高转账门槛,有效防止区块链中充斥垃圾信息,并且能够保证在比特币被挖完之后矿工仍有动力维护比特币网络

17. 区块链转账按字节收费(对比银行)

  • 银行:比如跨行转账手续费约为5‰,异地转账的手续费为1‰-1%不等,而跨国转账除了支付以上手续费以外,还需支付50-200元每笔的电报费
  • 区块链资产之间的转账手续费与转账的金额大小无关,按字节收费。以比特币转账为例,一笔普通交易约占250字节,手续费约为0.001-0.0015个比特币
  • 如果你需要在一笔交易中同时转账给多个比特币地址,那么这笔交易所占字节数会更大,所以你需要多付一些手续费,才会有矿工及时打包你的交易

18. 比特币地址是什么

  • 比特币地址是一串由字母和数字组成的26位到34位字符串,看起来有些像乱码
  • 通过区块链可以查到每个比特币地址的所有转账记录
  • 比特币地址就是个人的比特币账户,相当于你的银行卡卡号,任何人都可以通过你的比特币地址给你转账比特币
  • 获取自己专属的比特币地址:可以下载一个比特币客户端或比特币钱包,或者在交易平台上注册。每个人的比特币地址都是独一无二的,有地址就可以进行比特币转账

19. 比特币节点是什么

  • 区块链账本可以实现去中心化,是因为全网节点互相同步账本,保持一致
  • 比特币是一种点对点的电子现金系统,更直接地说,是节点对节点。每笔交易由发起方向周围的节点进行广播,节点收到之后再广播给自己周围的节点,最终扩散至全网
  • 每一个比特币钱包都是一个节点,其中拥有完整区块链账本的节点叫做全节点
  • 截止2017年10月,比特币全网约有9300个全节点,负责比特币转账交易的广播和验证,转账交易发生后,由所有节点共同广播至全网,挖矿的节点验证该交易正确后会记录至区块链账本
  • 运行比特币节点不提供任何奖励,且不需要全节点也可以进行比特币转账,所以比特币的全节点数只占节点数的一小部分

20. 从发出交易到矿工打包需要几步

  • 起一笔比特币转账后,你需要将交易广播至全网
  • 挖矿节点接到这笔交易后,先将其放入本地内存池进行一些基本验证,比如该笔交易花费的比特币是否是未被花费的交易
  • 如果验证成功,则将其放入“未确认交易池”(Unconfirm Transaction),等待被打包;如果验证失败,则该交易会被标记为“无效交易”(Invalid Transaction),不会被打包
  • 节点抢到记账权后,将从“未确认交易池”中抽取约近千笔“未确认交易”进行打包
  • “未确认交易池”中的交易笔数太多,而每个区块能记录的交易笔数有限,这时候就会造成区块拥堵

21. 比特币的数字签名是什么

  • 只有比特币转账的转出方生成的,一段防伪造的字符串。通过验证该数字串,一方面证明该交易是转出方发起的,另一方面证明交易信息在传输中没有被更改
  • 数字签名通过数字摘要技术把交易信息缩短成固定长度的字符串,A发起一笔转账,需要先将该交易进行数字摘要,缩短成一段字符串,再使用自己的私钥对摘要进行加密,形成数字签名
  • A需要将交易信息原文和数字签名一起广播给矿工,矿工使用A的公钥进行验证,验证成功则证明该交易由A发起且未被更改

22. 比特币交易和找零机制

  • 比特币转账可以一次把多个地址的余额转出,也可以一次转入多个地址
  • 如果你的比特币地址有5个比特币,但是你只需要转1个给B。你需要在转账的时候告诉矿工:我有5个比特币,其中1个转给B,另外4个转回给我自己(可以是原地址或创建新的地址,不然剩余的4个比特币就全给矿工当手续费了。这就是比特币的找零机制)

23. 挖矿是什么

  • 挖矿是将一段时间内比特币系统中发生的交易进行确认,并记录在区块链上形成新区块的过程,挖矿的人叫做矿工。简单说来,挖矿就是记账的过程,矿工是记账员,区块链就是账本
  • 比特币系统的记账权力是去中心化的,即每个矿工都有记账的权利。成功抢到记账权的矿工,会获得系统新生的比特币奖励,因此,挖矿就是生产比特币的过程
  • 比特币和黄金一样总量有限。所以比特币被称为数字黄金,比特币生产也俗称挖矿

24. 比特币怎么挖矿

  • 每10分钟,全网矿工一起计算一道算术题,谁先算出答案,就相当于挖到了这个区块,该矿工便能获得系统新生的比特币奖励
  • 在比特币刚诞生的时候,通过计算机的CPU便可以挖矿。随着挖矿的矿工越来越多,目前用CPU已经不能挖出比特币了,大家开始用矿机挖矿
  • 如果你想挖矿,首先需要准备好矿机、比特币地址、挖矿软件等。但是目前比特币网络算力太大,个人购置少量矿机也很难挖出区块。很多矿工加入矿池一起挖矿,矿场只负责计算,矿池负责信息打包。矿池挖到比特币之后根据矿场的算力占比分配收益,以此保证更加稳定的投入产出

25. 矿工是怎样挖矿的

  • 矿工的主要工作是交易确认和数据打包
  • 购买一台专用的计算设备,下载挖矿软件,就可以开始挖矿了
  • 挖矿不需要矿工亲自动手,实际是由电脑在执行特定的运算,对于矿工来说只要保证矿机电力供应和网络连接就可以了

26. 矿机是什么

  • 以比特币为例,比特币矿机就是通过运行大量计算争夺记账权从而获得新生比特币奖励的专业设备,一般由挖矿芯片、散热片和风扇组成,只执行单一的计算程序,耗电量较大
  • 在电脑上下载比特币挖矿软件,用该软件分配好每台矿机的任务,就可以开始挖矿了,针对不同币,算法不同矿机也不同

27. 比特币挖矿机的进化史

  • CPU挖矿→GPU挖矿→专业矿机挖矿→矿池挖矿
  • 2010年9月18日第一个显卡挖矿软件发布。一张显卡相当于几十个CPU,挖矿能力得到明显提升
  • 之后又有人发明了基于挖矿芯片的专业挖矿设备,即矿机。目前行业领先的蚂蚁矿机装有将近200张BM1387芯片,相当于3万多张GPU的算力
  • 后来矿工将自己的矿机集中起来,形成了矿场和矿池

28. 矿场长什么样

  • 矿场是集中管理矿机的场所,一般选址在电费相对比较便宜并且比较稳定的地方
  • 通风、还有隔尘、静音等方案,再往后发展,就有了有室内温度和湿度的严格控制。现在整个矿场的运营方案还在不断升级和进化

29. 矿池怎么挖矿

  • 矿池突破地理位置的限制,将分散在全球的矿工及矿场的算力进行联结,一起挖矿
  • 矿池挖矿所产生的比特币奖励会按照每个矿工贡献算力的占比进行分配。相较单独挖矿,加入矿池可以获得更加稳定的收益
  • 目前全球算力较大的矿池有鱼池(F2Pool)、蚁池(AntPool)、币网(BW Pool)、国池(BTCC Pool)、BitFury。除了BitFury,其余都来自中国

30. 算力是什么

  • 挖矿过程中我们需要找到其相应的解,而要找到其解,并没有固定算法,只能靠计算机随机的哈希碰撞
  • 一台矿机每秒钟能做多少次哈希碰撞,就是其“算力”的代表,单位写成hash/s
  • 算力可以简单的理解为计算能力。目前主流的矿机为14T左右的计算量级,即一台矿机就能每秒做至少1.4*10的13次方次哈希碰撞
  • 矿工所掌握的所有矿机占比特币全网总算力的百分比是多少,就代表TA在这10分钟竞争中能够获胜的概率就是多少

31. 竞争记账是什么

  • 比特币系统中没有中心化的记账机构,每一个节点都有记账权,如何保证账本一致性是一个重要的问题
  • 竞争记账是比特币系统的记账方式,它解决了如何在去中心化的记账系统中,保证比特币账本一致性的问题
  • 竞争中算力高的矿工更容易获得记账权。成功抢到记账权的矿工负责记账,并将账本信息同步给整个网络。作为回报,矿工将获得系统新生成的比特币奖励

32. 如何投资区块链资产

  • 投资渠道:场内交易、场外交易、中心化交易平台、去中心化交易平台
  • 投资方式:趋势交易、对冲、跨平台搬砖等

33. 如何在交易平台投资区块链资产

  • 相较于点对点交易、挖矿等,在交易平台购买是目前获得区块链资产最主流的方式,即场内交易
  • 区块链资产的场内交易和股票类似
  • 无论是买入还是卖出,交易平台会记录所有人的挂单价格,买卖双方通过实时买卖盘可以获取最新成交价格

34. 量化交易是什么(成熟交易市场的标志)

  • 量化交易,有时候也称自动化交易,是指以先进的数学模型替代人为的主观判断
  • 极大地减少了投资者情绪波动的影响,避免在市场极度狂热或悲观的情况下做出非理性的投资决策
  • 种类有很多,包括跨平台搬砖、趋势交易、对冲等
    • 跨平台搬砖:当不同目标平台价差达到一定金额,在价高的平台卖出,在价低的平台买入
    • 趋势交易会更加复杂一些,它根据趋势的指标来发出卖出和买入的信号
    • 对冲是指同时进行两笔与行情相关、买卖方向相反、数量相当、盈亏相抵的交易,以达到对冲风险的效果

35. 区块链资产如何在场外交易(最原始的交易方式)

  • 场外交易也叫OTC交易。用户需要自己寻找交易对手,不通过撮合成交,成交价格由交易双方协商确定,交易双方可以借助当面协商或者电话通讯等方式充分沟通
  • 目前比较主流的场外交易平台有Localbitcoins和huobi.pro等

36. 去中心化交易平台是什么

  • 与中心化交易平台不同,去中心化交易平台不需要注册账户,使用个人数字资产账户即可参与交易
  • 去中心化交易平台每笔交易都通过区块链进行,需要等待区块链的确认才算交易成功
  • 流动性低、交易处理速度慢,交易总量仅占全球数字资产交易总量的0.03%

37. 币币交易是什么

  • 币币交易是指用一种区块链资产定价另一种区块链资产,比如说用比特币定价以太坊会产生ETH/BTC交易对。该交易对的价格表示你需要用多少比特币可以买到一个以太坊
  • 现在全球比特币的交易量,将近一半来自币币交易,法定货币与比特币交易的比例逐渐缩小

38. 比特币钱包是干嘛的

  • 存储用户的比特币信息,包括比特币地址和私钥(可存放多个),钱包丢失就会失去这些比特币
  • 核心功能就是保护私钥
  • 钱包有很多种形态:客户端,网页,手记都可以
  • 采用多种方式分散式存储可减低风险(???)

39. 冷钱包/热钱包

  • 比特币钱包按照私钥的存储方式,可以分为冷钱包、热钱包两种
  • 冷钱包是指网络不能访问到你私钥的钱包
  • 热钱包是指互联网能购访问你私钥的钱包。热钱包往往是在线钱包的形式
  • 只要其他人知道了你的比特币私钥,就能转走你的比特币。记住,谁手握私钥,谁才是比特币真正的主人

40. 全节点钱包、轻钱包

  • 全节点的代表是bitcoin-core 核心钱包,需要同步所有区块链数据,占用很大的内存,但是可以完全实现去中心化。
  • 轻钱包依赖比特币网络上其他全节点,仅同步与自己相关的数据,基本可以实现去中心化。
  • 中心化钱包不依赖比特币网络,所有的数据均从自己的中心化服务器中获得,但是交易效率很高,可以实时到账,你在交易平台注册的账号就是中心化钱包

41. 区块链和比特币关系

  • 区块链技术是比特币的底层技术,比特币是区块链的第一个应用
  • 把区块链类比成一个实物账本,那么每个区块就相当于这个账本中的一页,每10分钟生成一页新的账本,每一页账本上记载着比特币网络这10分钟的交易信息
  • 每个区块之间依据密码学原理,按照时间顺序依次相连,形成链状结构,因此得名区块链

42. 比特币可以用于支付吗

  • 日本和德国接受直接交易支付
  • 大部分商家通过第三方支付机构间接接受比特币,即买方购物支付比特币,第三方机构收到比特币后立即兑换成法币,商家收到的是法币而不是比特币
  • 使用比特币支付,手机比特币钱包扫码之后会先展示比特币的实时汇率,买卖双方确认后再进行支付

43. 区块链技术的发展历史

  • 比特币刚诞生的时候,并没有“区块链”这个概念
  • 17年九月中国政府公开支持区块链技术发展,区块链在金融、保险、零售、公证等实体经济领域的应用开始加速落地

44. 区块链,制造信用的机器

  • 区块链技术具有匿名性、去中心化、公开透明等特点
  • 区块链并不是新发明的一种技术,而是一系列技术的集成,包括非对称加密技术、时间戳、共识机制等
  • 以比特币为例,区块链通过时间戳(Timestamp)和工作量证明(Proof of Work)机制解决了双重支付(Double Spending)和拜占庭将军问题(Byzantine Generals’ Problem),即保证同一笔比特币不可能被花费2次,并且在整个去中心化的区块链网络中,在所有节点间保持一致。
  • 非对称加密机制保证私钥的安全性,时间戳保证区块按顺序连接成链,工作量证明机制解决了在去中心化系统中如何公平地分发2100万个比特币的问题

45. 区块如何连接成区块链

  • 区块链由一串使用密码学算法产生的区块连接而成。每一个区块上写满了交易记录,区块按顺序相连形成链状结构,也就是区块链大账本
  • 以比特币为例,矿工在生成新区块时,需要根据前一个区块的哈希值、新交易区块和随机数,来计算新的哈希值和随机数。每一个区块都是在前一个区块数据的基础上生成的,该机制保证了区块链数据的唯一性.
  • 因为交易记录细微的变化也会彻底改变哈希值的结果,所以矿工在进行算力竞争的时候无法作弊,每个矿工都必须等前一个区块生成之后才能根据前一个区块的数据开始计算符合条件的随机数,保证了挖矿的公平性

46. 区块链记录哪些信息

  • 区块链是比特币网络的大账本,而每个区块相当于账本中的一页
  • 比特币每个区块内主要记载了区块头、交易详情、交易计数器和区块大小等数据
    • “区块头”内包含了除交易信息以外的所有信息,主要包括上一区块头哈希值:用于保证区块按顺序串连;时间戳:记录该区块的生成时间;随机数:即全网矿工一起PK的算术题答案;难度目标:该算术题的难度系数打分。
    • “交易详情”详细记载了每笔交易的转出方、收入方、金额及转出方的数字签名,是每个区块内的主要内容。
    • “交易计数器”表述每个区块中包含交易的数量。
    • “区块大小”表示每个区块数据的大小,当前每个区块限定在1MB以内,不排除以后有扩大的可能。

47. 时间戳是什么

  • 时间戳使区块链上每一笔数据都具有时间标记。简单来说,时间戳证明了区块链上什么时候发生了什么事情,且任何人无法篡改
  • 时间戳在区块链中扮演公证人的角色,而且比传统的公证制度更为可信,因为区块链上记录的信息无法被任何人以任何方式修改
  • 因为运用了时间戳,区块链技术很适合用于知识产权保护等领域。举个例子,你写了一篇论文,在发布之前想先找行业专家指点一下,但是你担心专家直接用他的名义发表。这时候你只需先保存在链上,便可以轻松证明版权。

48. 最长区块链才是正确的区块链?

  • 比特币白皮书规定,节点永远认为最长链是正确的区块链,并将持续在它上面延长
  • 矿工都在最长链上挖矿,有利于区块链账本的唯一性。如果给你转账的比特币交易不记录在最长链上,你将有可能面临财产损失
  • 全世界的矿工同时在挖矿,有可能同时有2个矿工算出了正确的答案,那么区块链就会形成分叉,剩下的矿工有可能在其中任意一条分叉上继续挖矿,延长区块链。所以我们通常要求在比特币转账被打包之后,还需要经历6个区块的确认,确保矿工不会再回到另一条分叉上挖矿时,才算真正的转账成功。

49. 区块链如何分类

  • 区块链按准入机制分成3类:公有链,私有链和联盟链,以后还可能诞生其他类型的区块链
  • 公有链公开透明。世界上任何个体或者团体都可以在公有链发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认。每个人都可以竞争记账权。比特币区块链就是公有链的典型代表
  • 联盟链半公开。是某个群体或组织内部使用的区块链,需要预先指定几个节点为记账人,每个区块的生成由所有预选记账人共同决定,其他节点可以交易,但是没有记账权
  • 私有链则完全封闭。仅采用区块链技术进行记账,记账权并不公开,且只记录内部的交易,由公司或者个人独享