比特币、区块链和 ICO——比特币的一些技术细节

为什么说比特币是去中心化的、不可变的和不可伪造的？去中心化的本质是让所有节点验证交易的真实性，这样就不需要一个中心化的组织去验证对方发送的比特币是否真实。非对称加密技术和分布式存储实现了这一点。一点

非对称加密技术

如果加密和解密使用相同的密钥，则称为对称加密。

反之，加密和解密使用不同的密钥，称为非对称加密。

如果 A 想向 B 发送信息，A 和 B 都必须生成自己的一对公钥和私钥。公钥是给别人看的，私钥是自己保管的。

如果A要向B发送信息，B首先需要将自己的公钥发送给A，然后A用它加密信息，然后发送给B，B用自己的私钥解密，这样可以保证信息的安全性。

在比特币的世界里，我们可以把账户地址当做公钥，把签名和输入密码的过程当做私钥的解密。

篡改

篡改意味着恶意修改账本，因为矿工在完成一页账单后立即开始竞争下一张账单。如果有人想修改某页账单，他们必须在短时间内重新计算账单的数学问题。并且只能赶上目前最长的区块链（规定了全网最长的链同步）。理论上，只有当算力达到全网51%的时候，才有可能修改账本某个页面的数据，但这几乎是不可能的，因为社区会对超过30%的算力进行监控和施压的计算能力。

同时，即使有人篡改账本，花费如此高昂的代价获得大量比特币，但由于比特币的不可变属性被破坏区块链技术和比特币，比特币将变得一文不值，篡改者的损失仍将超过收益。

交易追溯

不可伪造是指货币不能被伪造，不能二次支付。比特币世界的每一笔转账都可以追溯到最后一次支付，也就是每一个比特币都可以追溯到某个区块的诞生。

如何挖矿

一开始大家都是用cpu挖矿的。后来有人（花了10000比特币买两个披萨的程序员）发现GPU的挖矿速度是cpu的几十倍。价格大幅上涨后，出现了专门的矿机。这些矿机除了通过哈希运算挖掘比特币之外，什么也做不了。同时，它们也消耗了大量的电力，发出了很大的噪音。

购买矿机进行挖矿的操作步骤很简单，但是现在几乎没有个人矿工，现在挖矿是规模挖矿，和矿池合作（矿池是一组矿机获取比特币，然后组织按算力比例划分）。

比特币钱包

用于管理比特币私钥和地址的工具称为钱包

钱包的分类

全节点钱包：包含所有比特币节点的数据，维护全网数据并验证竞争挖矿结果，是完全去中心化的钱包，如比特币。

轻钱包：只维护与您相关的交易相关数据，不同步其他数据。它也是一个去中心化的钱包。比如国内的比特币钱包。

中心化钱包：完全依赖于运行钱包的公司，你读取的数据是这家公司提供给你的，而不是比特币网络数据。

多重签名：

如果你不使用完全去中心化的钱包，或者觉得操作麻烦，不信任中心化的公司，你该怎么办？可以使用多重签名技术。

用私钥解密的过程就是一个签名，多重签名需要多个私钥才能使用一个地址上的比特币。

多重签名适用于企业级存储，相对安全。

比特币扩容

每个比特币区块大小为 1Mb，只能容纳大约 1000 条交易信息。如果交易记录太多，可能会在几个区块后打包，也就是说你的转账记录可能要等待。需要几天时间才能确认。

比特币历史上曾多次遭受“尘埃袭击”，有人制造了大量小额转账，导致正常确认交易时间延迟。

比特币社区从 2014 年就开始讨论扩容方式，2017 年比特币开始升级部署。

有两种扩展方式：

1.使用闪电网络结算。

在比特币自己的网络之外进行大量交易。即小额交易不是马上结算，而是经过几轮最终结算。比如A欠B10元，B欠C20元，最后A付C10元，B付C10元。

闪电网络使比特币网络不被大量小额交易占据，但技术尚不成熟。

2.直接增加block的大小

这种方法的代表是BIP141方案。首先，我们需要解释一下什么是隔离见证，硬分叉和软分叉。

隔离见证：

区块上的信息分为交易信息和见证信息（每个节点验证交易信息的可靠性时）。如果将见证信息分离，那么区块上只存储交易信息，也实现了扩容。的目标。

硬分叉：

当比特币协议的规则发生变化时，如果老节点拒绝接受新节点创建的区块，区块链将被分成两条独立的链，矿工需要在两条区块链中选择一条进行挖矿。

如果比特币真的分叉，最大的风险就是“重放攻击”。

如果用户同时在三条比特币链上持有比特币，且私钥和地址产生算法相同，则在一条链上发起的交易可以在另一条链上完全重播，即你在一条链上链。转账给链上其他人会导致其他两条链同时转账给其他人。

应对重放攻击的方法是在每条链上设置不同的地址，在分叉结算之前不要转账。或者在可靠的钱包和交易平台中转账，他们将帮助您应对重放攻击。

软叉：

当比特币协议的规则发生变化时，旧节点不会意识到规则不同，它们会遵循变化后的规则，不会产生不同的链。

BIP141 是目前公认的 SegWit 激活方案。他需要全网 95% 的算力来确认隔离见证，但是这个条件很难实现，所以有 UASF 和 SegWit2x 的方案来帮助实现 BIP141。

UASF 是一个用户激活的软分叉区块链技术和比特币，它使用名为 BIP148 的软件来激活隔离见证。如果大多数矿工都运行这个软件，那么没有运行这个软件的矿工挖出的区块将不会被识别。

这个方案已经实施，一个新的资产比特币现金诞生了，区块大小可以达到8M。

SegWit2x 的解决方案是在原有区块链上分离出一条支持扩容的新链。两条链同时存在。支持新链的矿工在新链上挖矿，不支持在旧链上的矿工。这是一个硬分叉。