区块链基本概念

  • 区块链: 一种新型去中心化协议,能安全地存储比特币交易或其它数据,信息不可伪造和篡改,可以自动执行智能合约,无需任何中心化机构的审核。交易既可以是比特币这样的数字货币,也可以是债权、股权、版权等数字资产,区块链技术解决了拜占庭将军问题,大大降低了现实经济的信任成本与会计成本,重新定义了互联网时代的产权制度

  • 比特币:(英语:Bitcoin[注 2])是一种去中心化,非普遍可全球支付的电子加密货币[6]。比特币由中本聪(又译中本哲史)[注 3](化名)于2009年1月3日,基于无国界的对等网络,用共识主动性开源软件发明创立。截至2018年1月14日,比特币是目前市场总值最高的加密货币[7]。任何人皆可参与比特币活动,可以通过称为挖矿[注 4]的电脑运算来发行。比特币协议数量上限为2100万个,以避免通货膨胀问题。使用比特币是通过私钥作为数字签名,允许个人直接支付给他人,不需经过如银行、清算中心、证券商等第三方机构,从而避免了高手续费、繁琐流程以及受监管性的问题[8],任何用户只要拥有可连接互联网的数字设备皆可使用。2017年8月1日出现比特币现金(Bitcoin Cash, BCC, BCH),是一个比特币的硬分叉。

  • 钱包::比特币钱包使用户可以检查、存储、花费其持有的比特币,其形式多种多样,功能可繁可简,它可以是遵守比特币协议运行的各种工具,如电脑客户端、手机客户端、网站服务、专用设备,也可以只是存储著比特币私密密钥的介质,如一张纸、一段暗号、一个U盘、一个文本文档,因为只要掌握比特币的私密密钥,就可以处置其对应地址中包含的比特币。比特币无法存入一般的银行账户,交易只能在比特币网络上进行,使用前需下载客户端或接入线上网络[32]

  • 客户端: 比特币客户端有很多.比特币官方客户端为Bitcoin QT,由中本聪开发[32]。Bitcoin QT从0.4.0版本开始,支持钱包档加密存储。加密的钱包在每次付款的时候,都必须输入密码。但如果用加密之前备份的钱包文件(wallet.dat)替换回来,还是可以正常交易。考虑到比特币的原理可得出,掌握私密密钥即拥有对相应地址中比特币的处置权,不管对钱包文件(内容包括各个地址对应的私密密钥)是进行了加密还是删除,都不能否定它。

  • 地址与私密密钥: 比特币在产生地址时,相对应的私密密钥也会一起产生, 彼此的关系犹如银行存款的账号和密码,有些在线钱包的私密密钥是存储在云的,用户只能通过该在线钱包的服务使用比特币

  • 地址用于接收比特币,功能类似银行的存款账号,但不需要实名登记,比特币的地址是由用户的公开密钥经过 SHA-256 散列运算后,再通过 RIPEMD-160 散列运算而得,其长度固定为 160 个比特(bits),通常会利用 Base-58 将之编码成一串由英文字母和数字所组成的字符串,以方便显示或散布,其特征是皆以“1”或者“3”开头,区分大小写[34],但不包括“IlO0”等字符,“1”开头的地址长26~34位,“3”开头的地址长34位

  • 私密密钥:比特币的私密密钥(私钥,private key),作用相当于金融卡提款或消费的密码,用于证明比特币的所有权。拥有者必须私密密钥可以给交易消息(最常见的,花费比特币的消息)签名,以证明消息的发布者是相应地址的所有者,没有私钥,就不能给消息签名,作为不记名货币,网络上无法认得所有权的证据,也就不能使用比特币,交易时以网络会以公钥确认,掌握私密密钥就等于掌握其对应地址中存放的比特币

  • 挖矿: (比特币):比特币矿工是由遍布世界各地、任何人都有参与权的比特币网络的成员。为了获得新发行的比特币,成为一个遵循比特币协议的发行人,成员需要透过电脑设备解答数学难题,此过程犹如开采矿物,故称为“挖矿”,用于挖矿的中央处理器CPU、图形处理器GPU、特殊应用集成电路ASIC等电脑设备,称为“矿机”,使用矿机挖矿,并保障比特币区块链连续运作的人被称为“矿工”。矿工也用矿机验证交易,包括交易消息的数字签名,证明花费者所有权,并防止一币多付的发生,而赚取比特币手续费。

  • 交易:比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在区块链中,比特币交易就是在区块链账本上“记账”,通常它由比特币客户端协助完成。付款方需要以自己的私钥对交易进行数字签名,证明所有权并认可该次交易。比特币会被记录在收款方的地址上,交易无需收款方参与,收款方可以不在线,甚至不存在,交易的资金支付来源,也就是花费,称为“输入”,资金去向,也就是收入,称为“输出”。如有输入,输入必须大于等于输出,输入大于输出的部分即为交易手续费。
    矿工产出交易没有输入,只有输出,交易记录会显示新生成的比特币(Newly Generated Coins),除矿工产出交易外,一个输入必然是另一笔交易的一个输出,也就是一笔收入必然是其他人的支付。一个输入没有成为另一笔交易的输出时,它是“未花费的”,也就是“账户余额”。收录此交易的区块被广播后,此交易就有了“1个确认”。矿工们平均每10分钟产生一个区块,每一个新区块的诞生会使此交易的确认数加1。当确认数达到6时,通常这笔交易被认为比较安全、难以逆转。[47]。比特币交易为不可逆,每一笔交易都无法撤销,商家不必遭到诈骗式的拒付而遭受损失,唯一可以获得退款的方法,就是请对方再做一笔反向交易,但需要对方的配合.

  • 比特币分布:作为匿名的比特币地址,原则上无法得知持有者,除非特别情况,通常也无法得知某人拥有的比特币地址,每个人都可以创建及拥有许多的比特币地址,不同地址可能由同一人持有,包括有些余额很少的地址,且不代表持有者的真实财富状况,而该地址的私钥若丢失,里面的比特币就不能使用,因此某些地址的比特币,特别是只进不出、或长期未花用的地址,可能是私钥已丢失、而任何人皆无法再使用的地址,而且有些地址是由交易所等机构持有,不属于特定个人。

  • 安全性: 比特币结合P2P对等网络技术和密码学原理,来维持发行系统的安全可靠性。[57]与有中心服务器的中央网络系统不同,在P2P网络中无中心服务器,每个用户端既是一个节点,也有服务器的功能,任何一个节点都无法直接找到其他节点,必须依靠其户群进行信息交流。比特币使用以下3种机制,来解决初次运行时,查找其他节点的问题。
    在默认情况下,运行比特币的用户端加入一个IRC聊天通道,并可以获知加入该通道的其他用户端的IP地址和端口。该通道的名称和IRC聊天服务器的名称被写在了比特币软件中。
    一些“知名的”比特币节点也被编写在软件中,以防IRC聊天服务功能由于某种原因无法访问。
    可以手动添加运行比特币的其他用户端的IP地址。
    现在不需要运行上述3个机制,一旦连接到比特币的某个节点,在发送的信息中,就会包含对等网络P2P其他节点的地址,直接通过其匿名用户群来找到其他节点。节点遍布整个互联网的P2P技术和密码学原理相结合,确保了比特币发行系统无法被政府、组织、或黑客监控、隔离、或破坏,从而保障了系统的可靠性和匿名性。[58]。拒绝服务式(DDoS)以及其他攻击,其目标都是针对比特币交易中心,这和攻击或关闭传统货币交易所的网络,理论上不影响其货币发行和使用一样

  • 匿名与隐私保护:匿名与隐私是比特币问世时主要的诉求,因为交易或创建比特币地址、钱包时,不需要提供任何个人信息,但交易信息是向全网广播的,因此所有交易记录细节都是公开的、而可以追踪。不同于采用实名制的传统金融机构,通过将交易信息与客户个资严格保密来保护客户隐私,但若国家机关基于特定原因,而向金融机构索要数据,这样仍然会使隐私消失,而使得特定交易信息与客户个资曝光[60],比特币通过为每笔交易创建不同的地址来保护隐私,官方网站也建议每一个地址只做一次交易[61]。例如,甲方希望发送1.20 BTC给乙方,那么比特币网络上所有节点都能够查阅这笔1.20 BTC的交易细节。但除非甲方或者乙方公布自己拥有其中的一个地址,否则作为不记名的货币,其他人很难知道这笔交易是发生在甲方与乙方之间的。

  • 公有链:是任何节点都是向任何人开放的,每个人都可以参与到这个区块链中参与计算,而且任何人都可以下载获得完整区块链数据(全部账本)。

  • 联盟链:是指参与每个节点的权限都完全对等,大家在不需要完全互信的情况下就可以实现数据的可信交换,联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织,通过授权后才能加入与退出网络。通常是公司与公司、组织与组织之间达成的联盟模式。

  • 私有链:有些区块链的应用场景下,并不希望这个系统任何人都可以参与,不对外公开,只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据。那么这种区块链结构我们称为私有链。一般适用于特定机构的内部数据管理与审计

  • 共识机制: 顾名思义,就是在一个问题上达成共识的一套方法。在区块链中,共识机制也是区块链的底层技术,也是最为重要的技术。它的存在就是为了完成节点间信息同步,交易的确认,网络运行等重要任务。常见的共识机制有:POW、POS、DPOS、PBFT、SCP等。