给女朋友的可爱比特币指南 (2)

新媒体经理

为了呼应《比特币入门》系列的萌系风格，整理本文的小可也是一位萌妹子。 小可表示，这篇文章大大加深了她对比特币的理解。 这篇文章有点长，图片也很多，但如果你有一点耐心，就看最后一篇吧！ 当然！ 能够！ 看！ 理解！

在之前的“”中，我们提到比特币是一种数字货币系统，与任何机构和政府无关。 比特币上的所有消费记录都会永久存在于一条公有的分布式长链上，同时也提到了哈希函数的概念。 那么，传说中的比特币挖矿是怎么回事呢？ 为什么很多人说挖比特币要费电？ 为什么人们相信比特币？

作为一个非技术脑残的书呆子，小编在翻译这篇文章之前一直认为比特币是一种“信不信由你”的说法，非常神秘。 但是仔细看完这篇文章，虽然不能说有一种豁然开朗的感觉，但我真的是突然明白了什么。 至少我终于开始相信比特币背后有强大的技术支持。 以下文字是小编经过多方考证，真心实意整理而成。 他们都是通俗易懂的语言，保罗！ 你！ 看！ 理解！

与美元一样，比特币的价值也会波动。 人们曾经相信美元的价值，因为美元可以买到黄金，每个人都相信黄金。 现在大家都相信美元，因为他们相信美国政府。 而比特币值得信赖，不是因为黄金或政府，而是因为比特币是一种基于哈希函数和公钥密码学的数学机制。

哈希函数和比特币区块链

区块链是一个公共分类账，记录了网络上发生的所有比特币交易。 它是一系列使用密码学方法相互关联的数据块。 你可以把区块链想象成一堆连接在一起的盒子。 每个盒子是一个区块，包含过去 10 分钟内所有的比特币网络交易。 信息。

你也可以把区块链想象成一堆堆在一起的盒子，最旧的交易在底部，最新的交易在顶部。 如果你试图在中间篡改任何交易，上面的盒子就会掉下来，所以篡改比特币交易很容易被发现！

每个区块头都会用 SHA256 哈希加密生成一个哈希值。 每个块都有自己独特的哈希值，通常是一长串看似乱码的字符。 例如，一个块的哈希值可能是：

“00000000003e95b0ac78cb961d0”

晕眩的？

让我们举个例子。

假设第一个区块的哈希值为⚽（football），第二个区块的哈希值为（squid），第三个区块的哈希值为（umbrella），那么区块链将是这样的：

假设我的朋友小明给了我5美元的比特币，然后我想把这5美元的比特币给你。 当我给你的时候，这个交易会和很多其他的交易一起加入一个区块，然后放在同一个区块链上。 每个区块在区块链上都有自己独特的位置，因为每个区块头都包含其父区块的哈希值。

也就是说，假设比特币系统的区块 3 有自己独特的哈希值，即。 然后一旦我给你 5 美元的比特币，这笔交易将被计算在第 4 个区块。 这个块还没有哈希值，我们为什么不使用它呢？ 表示：

下面说说传说中的挖矿。 搬小板凳，划重点！

挖矿是一群技术宅在竞争，看谁能先算出第四个区块的哈希值。 第一个计算哈希值的“矿工”将获得 12.5 个比特币。 （根据中本聪的设计，在整个比特币系统的初始阶段，每十分钟发行50个比特币，每四年发行一次减半。所以运行了第九个年头的比特币，目前每十分钟发行12.5枚比特币。流通量将不断收敛，到2140年左右，比特币发行总量将接近理论上限2100万枚。）

在计算并验证这个哈希值的正确性后，这个区块会被加入到整个大区块链中，然后大家投入计算下一个区块的哈希值。

计算哈希值本身并不困难。 一台计算机可以在一秒钟内找到数万个哈希值。 但！ 很难把这个事情放到比特币身上，因为和其他哈希值相比，这个区块的哈希值肯定是灰的，灰的，小的。 矿工要想找到这个巨大的哈希值，唯一的办法就是反复尝试。 并且每次尝试的方法必须不同。

计算hash值的一个很重要的概念就是“随机数”，有点像上一篇说的小狗眼睛上的1像素黑色跳蚤。

Jonathan Kriz 的“小狗”已获得 CC BY 2.0 许可。

上次我们提到过，无论你对图像做多么小的改动，对小狗进行哈希处理后，得到的值都会完全不同。

这是什么随机方法？ 矿工每次都会将前一个区块的哈希值和新区块中的所有交易放在一起，并加上一个随机数，试图计算出一个哈希值。 矿工需要尝试很多随机数，希望最后的哈希值是那个极小的值。

在这个阶段，一般需要矿工进行数亿次的猜测才能找到一个正确的随机数。 一般十分钟会有一个人猜到，因为矿工挖矿所用的电脑配置非常强大，而且矿工的数量已经很多了。 比特币的“廉价”之处在于，如果得到正确哈希值的平均时间少于十分钟，那么比特币系统会自动将问题变得更难，也就是将目标哈希值设置得更小，所以每个人解决问题所需的时间会更长。

黄金之所以有价值，是因为它是一种稀有金属； 同样，最终成功的哈希之所以有价值，恰恰是因为它的小性使其稀缺。 矿工们一起尝试数亿次，以猜测一个随机数，使最终计算出的哈希值能够满足比特币系统的严格要求。 如果你想赢，诀窍就是拥有足够强大的计算机并进行足够多的猜测。

作为一个例子，我们假设系统的要求是最终的散列必须是一个小动物。 尝试了三个矿工如下：

很显然，只有拿到海豚的二矿工符合要求，拿到花梨的矿工两人都不符合要求。

因为第二个矿工得到了正确的哈希值，所以这个矿工得到了新的比特币奖励。 整个过程真的很像挖矿。 最终得到比特币需要不断的努力。

如果矿山挖得太快，系统会产生过多的比特币，导致通货膨胀。 为了避免通货膨胀，比特币系统有一个自动调整机制，也就是我们上面提到的，接下来它会选择更严格的限制。

比如我们把要求改成说下一个哈希值必须是小动物，而且还必须有爪子。 经过三个矿工的计算，得到如下结果：

它们都不是有爪子的小动物，所以三人组决定再试一次：

这一次，我们看到了一只长着爪子的小动物！ 第三个矿工此时可以公布这个值，其他矿工会快速验证这个值是否符合要求。 一旦证明一致，他们就会把这个区块放到区块链上，开始准备计算下一个区块的哈希值。

现在，区块链变成了这个样子，我刚刚给你的5美元比特币已经被包含在这个区块中：

公钥加密

哈希值只是比特币所依赖的数学概念之一； 公钥密码学是另一种。 研究公钥密码学的人一般用Alice和Bob来解释这个概念。

假设爱丽丝想给鲍勃一个装有许多秘密文件的公文包。 如果 Alice 和 Bob 有相同的密钥，问题就简单了。 爱丽丝用她的钥匙锁上公文包，然后把包递给鲍勃：

Bob 收到包后，可以用自己的钥匙解锁包，得到文件。 这个过程称为“对称加密”。

但一般来说，相互传递秘密的人并没有相同的密钥。 这时，爱丽丝可以用自己的钥匙锁上公文包，把公文包交给鲍勃。 Bob收到包裹后，他没有打开Alice的锁的钥匙，但是他可以给它加上自己的锁：

然后把包裹寄回给爱丽丝……

爱丽丝用她自己的钥匙打开她自己的锁：

然后将公文包寄回给 Bob：

Bob 然后可以用他自己的钥匙打开他刚刚锁上的锁。

所以爱丽丝和鲍勃不需要拥有相同的钥匙或共享一把钥匙，他们只需要有自己的钥匙和自​​己的锁。

可是，万一对方突然变成了自己不认识的路人呢？ 如果鲍勃突然变成一头牛怎么办？

将发生以下令人惊讶的事件：

1.爱丽丝锁好公文包，将其送出。 她以为她把它给了鲍勃，但实际上它是一头牛。

2. 魔牛把自己的锁放在公文包上，然后把包还给爱丽丝。

3、Alice认为把包还给她的人是Bob，也就是她认为包上的锁是Bob的比特币什么样子图片，于是她高兴地打开了自己的锁，把包还给了对方。

4.神牛解开锁，打开袋子……当然。

5. 哞哞！ 妞妞把机密文件当草吃了……

我们不希望上述悲剧事件发生，所以需要在中间加一个步骤：如果Alice知道Bob的锁长什么样子，就好办了！ 所以事实是，全世界都知道 Bob 的锁是什么样子的。 一把钥匙开一把锁，鲍勃不在乎谁知道他自己的锁长什么样，反正只有他能开自己的锁。 同时，爱丽丝也不用担心公文包被不认识的人打开。

在区块链中，锁是一串公众号，就是“公链”； 密钥是一串只有你自己知道的数字，称为“私链”。

敲黑板：锁=公链； 密钥 = 私有链。 这是公钥密码学。

在区块链系统中，公钥加密用于证明所有权。 让我们从几个定义开始：

私钥、公钥和地址：

与爱丽丝和鲍勃的秘密文件不同，比特币系统中的这些密钥并不试图加密任何东西。 它们不用于解锁任何东西，而是用于证明所有权。

在比特币世界中，Alice 给 Bob 的不是一个秘密公文包，而是一个装有她的锁和比特币的玻璃盒子：

为了向 Bob 发送比特币，Alice 需要做两件事：

1. Alice需要给盒子加上Bob的锁。 这一步并不难，因为 Bob 的锁是公开的。 只要 Bob 能用自己的钥匙打开锁，就证明这个盒子/比特币是他的。

2. 爱丽丝需要证明是她的锁放着比特币，为了证明这一点，她只需要用自己的钥匙打开锁。

当鲍勃想把爱丽丝给他的比特币交给另一个人卡洛斯时，他只需要将卡洛斯的锁放在盒子里，然后用自己的私钥确认交易即可。

其实，除了把鲍勃的锁放在盒子里比特币什么样子图片，还有一种方法可以让爱丽丝从鲍勃的公钥中得到他的比特币地址。 所以 Alice 只需要将比特币发送到 Bob 的比特币地址即可。 可以从一个公钥中派生出无限多个地址，因此如果 Bob 想每次都使用不同的地址，他可以做到。

回到我给你的 5 美元比特币。 如果我将 5 美元的比特币发送到你的比特币地址，你可以使用你的私钥获得 5 美元的毕业币。 如果你想花费 5 美元的比特币，你只需要将钱发送到另一个人的比特币地址，并用你的私钥签名。

本文编译自 Tess Rinearson 《让金钱值得信赖

比特币解释（使用表情符号），第 2 部分”