從比特幣簡識區(qū)塊鏈

劉格華

（首都經(jīng)濟貿(mào)易大學，北京 100070）

一、比特幣

（一）比特幣的誕生

2008年，一個在網(wǎng)絡上自稱中本聰?shù)娜税l(fā)表了名為《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的文章。文中提出了對比特幣的設想及其底層技術(shù)區(qū)塊鏈，標志著區(qū)塊鏈的誕生。2009年，中本聰親手挖出了第一筆50枚比特幣的獎勵，創(chuàng)建了第一個區(qū)塊——比特幣創(chuàng)世區(qū)塊，比特幣自此誕生。一直以來，關(guān)于中本聰本人的猜測有很多，直到2018年，澳大利亞企業(yè)家克雷洛.賴特公開承認自己是中本聰，才確認了中本聰?shù)恼鎸嵣矸荨?/p>

（二）比特幣的產(chǎn)生與獲得

產(chǎn)生比特幣的方式稱為挖礦，實際上就是解題，計算機通過隨機的哈希碰撞，找到相應區(qū)塊的解，就可以得到系統(tǒng)新生的比特幣獎勵。每過10分鐘，網(wǎng)絡會出現(xiàn)一個新的區(qū)塊，所以每過10分鐘，全網(wǎng)就會有礦工得到一定量新生成的比特幣。而想要獲得比特幣，除了挖礦之外，還有購買和獲得捐贈。

從總的比特幣運行來看，挖礦的作用是記賬，是把一定時間內(nèi)比特幣系統(tǒng)交易記載到區(qū)塊鏈中，形成新的區(qū)塊。賬本就是區(qū)塊鏈，礦工就是記賬員。其實我們可以把區(qū)塊鏈想象成一個賬簿，每個區(qū)塊就是賬簿里的一頁，記錄了過去十分鐘內(nèi)比特幣網(wǎng)絡的交易信息。因此，比特幣的交易并非是由一個權(quán)威的第三方機構(gòu)記載的，而是以點對點的方式，直接由比特幣系統(tǒng)的參與者自行記載，最先解出題解的人即為相應交易的記賬員，同時也可以獲得比特幣的獎勵。

二、區(qū)塊鏈

通過比特幣與區(qū)塊鏈的聯(lián)系，我們了解到區(qū)塊鏈像是一個全民參與的記賬系統(tǒng)。它如何突破全民參與記錄的安全性等問題，打破傳統(tǒng)貨幣第三方記錄的瓶頸，與它自身精巧的機制有密切聯(lián)系。

每個區(qū)塊作為一頁賬本記錄的信息主要有區(qū)塊頭、交易信息、交易計數(shù)器、區(qū)塊大小。區(qū)塊頭主要包含的是上一區(qū)塊頭的哈希值，保證區(qū)塊鏈的順序連接。還有記錄區(qū)塊生成時間的時間戳，隨機數(shù)以及算術(shù)題答案。交易信息主要有每筆交易的輸入方、轉(zhuǎn)出方、交易金額以及轉(zhuǎn)出方的數(shù)字簽名。交易計數(shù)器記錄每個區(qū)塊中交易量大小，而區(qū)塊大小則記錄每個區(qū)塊中交易數(shù)據(jù)的大小。那么區(qū)塊如何連接成鏈？

區(qū)塊連接成鏈主要依據(jù)一套密碼算法，每個新區(qū)塊解的計算都要依據(jù)上一區(qū)塊的哈希值、隨機數(shù)以及本區(qū)塊的交易信息來計算該區(qū)塊的哈希值和隨機數(shù)。也就是說每個新區(qū)塊的生成都要依據(jù)上一區(qū)塊的數(shù)據(jù)信息，這樣就保證了整個區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的唯一性。同時，每個節(jié)點的交易信息都會通知全網(wǎng)知道，每個節(jié)點都有整個區(qū)塊鏈賬簿交易信息的副本，不用擔心交易記錄的損壞和篡改。

區(qū)塊鏈技術(shù)可看做是一系列技術(shù)的集成，包括非對稱加密技術(shù)、時間戳以及工作量證明機制。非對稱加密技術(shù)保證了區(qū)塊鏈系統(tǒng)私人信息以及公共信息的安全性、準確性。時間戳保證了區(qū)塊鏈的順序性。工作量證明機制，保證了總的比特幣分配的公平性。

三、區(qū)塊鏈的特點

通過區(qū)塊鏈的簡要了解，我們可以總結(jié)其主要有以下特點，這些特點也是決定其能成為對金融、生活產(chǎn)生重大影響的科技：

（一）去中心化

整個區(qū)塊鏈沒有中心化的管理機構(gòu)，是由無數(shù)節(jié)點組成的，每個節(jié)點都有均等的權(quán)利與義務，保存有整個區(qū)塊鏈的全部信息，都是所有交易信息的一個副本，并沒有集中化的中心數(shù)據(jù)庫來管理和記錄交易。這樣就不會因為單獨記賬機構(gòu)的營業(yè)時間耽誤交易進行，也不會因為機構(gòu)的操作失誤帶來損失等。

（二）不可篡改

每個區(qū)塊的生成都有相應的時間戳，并且都是在前一區(qū)塊信息的基礎上求解得到的，新區(qū)塊一旦出現(xiàn)，就會立即廣播全網(wǎng)知道，每個節(jié)點都會有該交易信息的副本。信息一旦通過驗證，加入到全鏈條上，將會永久儲存起來。一般來說，必須要同時控制全網(wǎng)50%以上的節(jié)點才有可能篡改歷史信息。所以說區(qū)塊鏈整體的安全性極高，且節(jié)點越多，安全性越高。

（三）共識證明機制

整個區(qū)塊鏈的數(shù)學算法機制是所有參與者信任的基礎，所有參與者對這套體系的運作達成共識和認可是區(qū)塊鏈成功實施的基礎。這套共識證明機制包括了工作量證明機制、權(quán)益證明機制、股份授權(quán)證明機制和各種拜占庭容錯算法，可滿足每秒數(shù)十萬筆的交易量，滿足大多數(shù)金融業(yè)務的需求。

四、區(qū)塊鏈的前景應用

因為區(qū)塊鏈的以上特點和優(yōu)勢，得到了許多國家和大型企業(yè)的關(guān)注，形成了眾多的研究團體和機構(gòu)。其未來的應用前景可以擴展到不同的領域，如：

（一）資產(chǎn)證明

區(qū)塊鏈上可用于存儲資產(chǎn)記錄，一經(jīng)確認就無法篡改，同時每個節(jié)點上都會有一份信息副本，全民都可以作為資產(chǎn)證明的公證人。這樣可以減少產(chǎn)權(quán)糾紛，公證成本，只需簡單查閱區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)庫即可確認信息。所有的知識產(chǎn)權(quán)問題、版權(quán)問題也都可以通過這樣的方式解決。

（二）數(shù)字票據(jù)

紙質(zhì)票據(jù)難以保管，易造假，且處理的人工成本高。運用區(qū)塊鏈的數(shù)字票據(jù)體系可以進行直接的點對點交易，時間戳可以反映票據(jù)的誕生時間，不僅不可篡改、不可偽造，而且交易者和監(jiān)管者都能鑒別交易的真實性。比現(xiàn)在的電子票據(jù)系統(tǒng)更安全，更智能。

（三）征信系統(tǒng)和反洗錢系統(tǒng)

利用區(qū)塊鏈系統(tǒng)自動登錄信用信息，商業(yè)銀行以加密形式存儲并共享客戶在本行的交易信息，在客戶申請貸款時，商行可以直接通過調(diào)取區(qū)塊鏈內(nèi)數(shù)據(jù)詳細了解借款人的歷史信用記錄。若把每筆交易的相關(guān)方和資產(chǎn)信息都儲存在區(qū)塊里，把客戶的歷史交易都串聯(lián)起來，就可以進行反洗錢檢查。并且該機構(gòu)由各系統(tǒng)共同更新維護，可以避免重復的反洗錢工作。

（四）證券交易平臺

通過區(qū)塊鏈進行交易，可以繞過交易所、經(jīng)紀人、做市場及一系列中介機構(gòu)，節(jié)省交易成本，加快交易效率，提高交易的自動化水平，同時還能避免操作風險。實現(xiàn)交易和監(jiān)管一體化操作。

（五）醫(yī)療教育

區(qū)塊鏈也可以用于儲存患者和學生的相關(guān)信息，為患者和學生在看病和學習的過程中服務。