比特币的概念

众所周知，比特币是数字货币
比特币相比我们的纸质货币，有以下优点：
1、财产可控，不像银行可以冻结你的账户，比特币不受他人控制
2、无通胀烦恼。银行可以根据经济情况，去印刷更多的钱，但比特币的总量是不变的（2100万个）。
3、比特币无假钞。这是比特币的一个明显优势
4、比特币的交易，不受国家地域限制。

区块链概念

密码朋克中的一个重要的人：中本村，2008年《比特币：一个点对点的电子现金系统》。把区块链中的技术提炼出来，慢慢就有了区块链的概念。

区块链是一系列技术的集合。
比特币系统中的数据是由一个个的区块存储的，并且通过hash的方式把一个个区块连接起来，就形成了一个区块的链条，所以把它称之为区块链。

区块链应用场景：

1、记账方面
股权交易等
2、资产方面
交易，结算，支付
3、不可篡改
各种证明，众筹等
4、点对点
共享经济等，解决互相不信任的问题
5、隐私
匿名交易，没有人知道我有多少比特币，只有当我交易的时候去验证能不能交易

比特币的去中心化

中心化就是所有数据都记录在一个地方，包括新增删除验证查询等‘
去中心化就是数据保存在每个地方，那直接就会引出两个问题：
如何验证和所有权问题
简单点就说，如何证明你的就是你的，以及如何证明你说的就是对的

验证：使用hash函数

这里的hash函数，可以理解为md5加密的那个hash，最显著的一个特点就是不可逆。
举例，Hash(a)得到b，那只要a发生变化，比如Hash(a1)就得不到b了，同时我们也不能通过b来反向得到a。
有了这个基础，那我们可以把序号+时间戳+hash值当成区块的头，
每次用hash值和交集记录，得到新的hash值，即形成新的区块头。
如下图，每个区块就是一个交易记录的打包，每个人最终只需要比对最后一个hash值是否和自己的一致，即可知道是否正确。

所有权：非对称加密技术

先类比银行，银行是通过我们在开户的时候，输入自己的信息，设置密码等一系列操作，从而让银行把这个账号的所有权给予我们自己。
而比特币的转账，是没有类似银行这样的第三方的。
比特币支付，主要有三个参数记录：出账地址，收账地址，和交易金额。
地址是公开的，而我们本地就会有一个私钥，私钥是生成这个地址的唯一来源，只有这个私钥，才能生成地址，而地址并不能反推出私钥。
所以说，私钥是绝对保密的，而且忘记后不能找回，谁有私钥，谁就可以交易。

那又有一个问题：如何在不泄露私钥的前提下，证明我们有这个地址的私钥
那就是使用签名。
学习过https的同学，对这块应该很熟悉了。
签名过程：
1、先对原始交易记录hash运算，得到摘要信息7a7b34c5d
2、用摘要信息7a7b34c5d和私钥a6d77a88e0进行签名运算，得到签名信息5c3c5d2d6a

得到签名信息后，就会对所有账户进行循环广播通知，广播通知的信息包括：
交易原始信息：出款地址，收款地址，交易金额
签名信息：5c3c5d2d6a
这个广播操作，相当于说对所有人说，我是出款地址，我向收款地址交易了多少多少，签名信息是5c3c5d2d6a,，大家帮我验证一下
收到广播的节点，开始验证过程：

很容易理解：
签名就是非对称加密过程，即用付款信息的hash值和私钥进行加密，得到签名信息
而验证就是非对称解密过程，即用签名信息和付款地址进行解密，得到付款信息的hash值
这样问题就解决了，账户交易所有权由私钥控制，并且私钥也没有泄露出去。

什么是挖矿

听过挖矿的人，大概都知道挖矿很耗电，就是不断计算。那为什么要不断计算呢？

上面说的验证，也就是记账，其实是很消耗资源的，因为每天不知道多少比交易，没有节点会甘愿免费验证。
所以比特币系统提供了一种奖励机制：记账就有奖励。
有了这种奖励机制，大家又会争着记账，于是有了以下规则：
规则1：一段时间内（一般是10分钟）只有一个人可以记账成功。
规则2：可以通过解决密码学难题，即提高工作量来竞争获得唯一记账权。
规则3：其他节点只是复制记账结果。
所以说，谁能解决密码学难题，谁就更有可能记账，从而得到奖励
那什么是这个密码学难题呢？
我们之前说到，一次验证就是hash（上一个hash值，交易记录）得到新的hash值
这样有点简单了，几乎所有人都可以快速完成。
那为了保证一段时间内，比较容易的选出一个人，就必须要提高记账的难度。
于是，hash方式就变了，加入一个随机数，变成以下：

hash（上一个hash值，交易记录，随机数）得到新的hash值
而这样就会对新的hash值有要求了，需要新的hash值满足若干个0开头，比如0000a6h7jj85。
我们知道hash的数字，只要稍微修改一点，就会引起值的大范围变化，所以在hash的时候，就可以不断修改随机数，从而得到全新的hash值。
理论上只要我们不停的用随机数hash，总会得到满足条件的hash值。
现在基本上普通电脑，如果要得到四个0开头的hash值，基本在1~2分钟左右。
而现在比特币由于参与竞争的人太多，所以难度就会提升，已经到了需要18个0开头的hash值，谁率先找到这个hash值，就可以获得一个唯一记账权。

那找这个hash值的过程，很有随机性，也就叫挖矿，拿到唯一记账权，就可以说是挖到矿了。

挖矿步骤

1、收集广播中还没有被记录账本的交易
2、交易的有效性验证
3、添加一笔给自己转账的交易（就是挖矿奖励）

估算一下拿到记账权的难度

好比如，现在需要得到新的hash值，需要以18个0开头。
hash是16进制的，
那如果第一位要得到0，平均需要16次计算。
如果前两位都要得到0，平均就需要16*16次计算，即16的2次方。
以此类推，如果要得到前18个0，就需要16的18次方次计算。
所以现在都是多人联合挖矿，挖到后再分成，很少有独狼。
简单分析下，比如挖到矿能得到10万人民币，那只要挖矿成本小于10万，就有人去挖矿，挖矿的人越多，计算难度就会变大，挖矿成本也会变大，所以最终会达到一个平衡的状态，即平均差不多花10万的成本，挖出10万的矿。

共识机制

虽然计算难度增大，那也可能会出现有多个节点同时完成工作量的情况，那这种情况，要使用谁的区块呢？
首先，每个计算节点都要遵守规则，即节点的工作量只有在其他节点认同时才是有效的。那这个规则，就是共识机制。

共识机制：每个节点，只认可累计工作量最大的区块链，即大家都去找最长的链

举个例子：
现在已有链#1213<–#1214
大家开始挖矿，挖#1215，某个时刻，甲乙二人同时挖到了，
甲延长区块链#1215A，乙延长区块链#1215B，然后甲乙分别将自己的结果广播出去。
这个时候就出现的分支，那到底用哪个呢？
这时丙收到甲的广播信息，对丙来说，此时最长的区块链是到#1215A，于是丙又开始算，去竞争下一个区块。
和丙类似，丁此时收到了乙的广播信息，丁认为此时最长的区块链是#1215B，于是丁开始以#1215B开始竞争下一个区块。
又在某个时刻，丙先算出来了，于是他将区块链延长至：
#1213<–#1214<–#1215A<–#1216丙，并广播出去
至此，网络中其他节点收到这个#1216丙，和#1215B，就知道丙的这个是最长的。
那么最终就会选用#1213<–#1214<–#1215A<–#1216丙作为最终的链，原来乙的那条链，也就废掉了。

交易确认时间

比特币将出块时间设计成10分钟，其实是在更快的交易确认和更低的分叉直接做了妥协。
确认时间如果很短，那么交易确认就会频繁，分叉就会很多
确认时间如果很长，分叉减少，但交易确认就很慢
所以既要保证交易确认快，由不能有太多分叉，才选了10分钟。

后续

以上只是比特币和区块链的一些简单概念理解，更深层次的知识，还要继续挖掘
1、比特币的P2P网络
比特币的节点，都是点对点通信的，没办法知道其他服务的ip，每个服务器都是随时可能上线，随时可能下线的，那一个节点是怎么连接到其他节点的呢
2、区块结构：Merkle数]
比特币的存储信息想细节
3、比特币白皮书
4、比特币交易脚本
5、如何将区块链技术运用到项目实战中

讲讲我对比特币和区块链的认知，挖矿不难，挖到难相关推荐

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