加密法
比特币及其基本技术区块链过去几年时常出现各大媒体的新闻报道中。但由于涉及内容过于专业—或者说都是些无意义的数据—使得非专业用户往往对比特的印象就是一种很酷的新货币，但对于实际专业知识的了解可谓少之又少。
但实际上相关的技术非常简单，也不是很难理解。下面我们将试着用一种最简单直接的方式阐述区块链的工作方法，且尽量避免使用晦涩难懂的专业术语。
首先关于两个技术概念…
数字签名的工作方式
任何人都可以生成数字姓名和数字签名。但却与打印的名字和手写签名完全不同；它们分别是公开密钥和私人密钥。拥有这些数字资产后就能实现：
1.任何人都能书写消息，用数字进行签名，然后在线发布。
2.整个世界都能看到这条消息是真实的—而得益于数字签名，人们可以确认发布者的数字姓名。
3.签过名的消息无法被伪造。
4.任何人都能出于各种目的生成许多姓名与签名对（可以将这些想象成艺名）。
散列法的工作方式
打个比方，我写了一条消息（”Hello”）并打算发送给我的好友。但我需要确保这条消息准确无误地传送至预期接受者那里。我会怎么做呢？最简单的方法是要求自己的好友将整条消息发回，然后自己比较一下这两条消息是否匹配。许多人就采用类似的方法，比如通过电话口述数字或拼写电邮地址。
但有时消息可能完美传到我的好友那里，但在发回途中却”受损”，如此便无法确保其完整性。此外，消息也可能很长。如果消息内还含有高清视频呢？如果只是为了验证对方是否正确收到你发送的消息，每次都发回数十亿字节的数据就显得毫无必要，为此人们发明出了另一种旨在确保消息”保真度”的方法。它被称为散列法。
接下来让我们一同来创建”Hello”的数字表示法。下面提供其中一种方法：
首先将每个字母与某个序列号相关联（比如：a=1，b=2，z=26），如此Hello就变成了8 5 12 12 15。
这些数字相乘以后结果是86400，从而得出了最简单的散列值。
在向好友发送原始消息后随即发送散列值，这样对方就能检查接受到的消息是否与原始发送的相匹配。
一旦消息在传送途中发生改变，比如变成了”Hallo”？那其散列值也就成了：8*1*12*12*15=17280。我的好友则本来希望得到86400，现在却成了17280，两者的差异会提醒我们传送途中可能出错了。
我们应该注意到散列值本身可能会被更改或盗用。散列值的作用并非是为了保护消息的完整性（签名就具有这方面功能）；而是用于加快完整性检验的过程。此外在实际使用中，用户并不需要自己动手编码散列值然后作为单独消息发送给好友；计算机就能处理这一过程，只是用户无法看到。
上述的简单散列法无法识别出消息内字母的调换 —这只是举个例子。实际中，我们所使用的算法要比这复杂得多。
利用”高强度加密”的配对散列值编写消息需要很长一段过程。流行的SHA-1算法就是一个很好的例子（其强度并未达到期望目的，这里就不作讨论）。”Hello”的散列值就像这样：
f7ff9e8b7bb2e09b70935a5d785e0cc5d9d0abf0
而”Hallo,”的散列值却是这样：
59d9a6df06b9f610f7db8e036896ed03662d168f
差别很大，不是吗？原本就是这么设计的—类似于代码的形式。
启用虚拟货币
难理解的内容就讲到这里。那利用这些技术我们可以做哪些有意思的事呢？
想象一下班级里有30个孩子，而他们打算使用自己完全虚拟的玩具钞票（例如，在纸上写几个数字或保存在互联网上的数字）。
为此，孩子们逐个将他们的最初现金写在黑板上，随后再写下每个人给予他人的金额。他们亲笔写下每一笔”交易”并签下自己的名字，这样就算休息时所有孩子都走出教室玩耍，也不会搞混任何一笔交易。直到老师走进教室将黑板上的所有交易记录擦去，同时声称自己有权控制这些现金流，目的是为了防止学生使用这一系统互相之间购买毒品。
为应对这一不利情况，孩子们转而将自己财务记录保存在记事本内。每个孩子都在自己课桌下藏了一本记事本，并不断更新交易记录。当然，孩子们无法在教室里大声谈论自己的购买记录，因此只能使用纸质记事本（或互联网）记录。因此，乍一看这就类似于一种加密货币系统！
难题
如何将所有交易整合到几页纸上
现在教室里流通着30本记事本；那自己如何才能知道其他同学是否将所有记事本上的内容都抄写到了自己的记事本上？哪些记事本的内容所有学生都抄写了，因此能够直接扔掉？如何才能知道Billy是否向Johnny支付了50个硬币，而在Johnny不知道的情况下未向其他人支付？
但也有相应的解决方案：孩子需要交换的不仅仅是含每笔交易的便条，而是许多页纸。当有人累积了大量的交易，他们会准确地抄写每一笔交易，计算出上一页的散列值，然后抄写到新纸页的顶部，最后将新纸页分发给班级里的每一名学生。
比如Johnny在收到纸页后，就会检查其一致性：各笔交易是否书写一致，纸页是否含有新的数字，以及前一页的散列值是否与抄写在新纸页上的散列值相匹配等等。此外，还有另一件事：每一名学生手上的钱应该与他们希望支付的一样多。为此，Johnny需要将整个交易记录从头到尾看一遍，然后再将钱数清楚。听上去有些复杂，但如果由计算机管理这项任务就简单多了。
而一旦两项相加正确的话，Johnny就会将正确的数字写在新的记账纸页上，并接受交易。列在纸页内的单独交易无需分发给整个班级；直接扔掉，取而代之是新的纸页。
一旦中间出错（有人手上的钱不足以进行交易，或纸页上的数字看上去有点奇怪，又或散列值无法匹配），Johnny就会说：”这可有些奇怪”，然后撕掉整页后一切照常进行。
这些编码的纸页（区块）实质上就是区块链。原理相当简单，里面并没有什么过于神奇的地方。
书写狂
如果这一过程不受任何其他规则控制的话，每一名学生都会拥有自己独家的交易日志版本。结果会有30份交易日志版本在教室里流传。没人知道哪一份才是正确的。但有个方法可以实现统一性：每隔10分钟收集一次交易日志并抄写在新的纸页上，然后分发给整个班级，而负责保存交易日志则是随机挑选出。
对于比特币，他们决定采用下列方式处理交易。学生们必须做一些有用的任务—比如解答课本中随机挑选的数学题。只要谁第一个解答出数学题，就有权收集所有人的记事本然后创建出一页新的交易日志。其他学生则继续解题，第一个答出的学生创建的新交易日志在整个班级内分发，在每一名学生收到后，整个班级再开始解答下一道数学题。
就算交易日志全部由唯一一名全优学生记录，这也并不是什么问题；更重要的是有学生具备快速的解题速度。如果一个班级中有许多全优学生，答题速度将会大大加快，并很快进入到下一章课本题目的解答。
但如果全班只有Karl一名全优学生，且始终被授予收集全班交易纸页的任务，他就可能有权拒绝比如Johnny向其他人支付虚拟货币。如果Karl真那么做了就会变成一名坏学生—打个比方，拥有的计算能力超过所有比特币用户计算能力（整合全球数百万台计算机）总和的一半。因此，一旦Karl具备这个能力（意味着他在计算能力方面进行巨额投入），小规模的作弊根本不在话下。
此外还有另一个特点。一名全优学生还会在纸页上写下数学题的解决方案（注意，数学题并非真的随机而是与纸页本身有关）。因此有必要在一年时间内防止有人伪造所有纸页。作弊者另外还必须解决海量的数学题目。
这一系统的好处
借助上述方法，我们的交易日志不断被新的且填写正确的纸页所代替。
1.这一过程并不取决于参与交易的人数。
2.这一过程是分散化的。一旦开始便无法关闭或伪造—系统的每一名”贡献者”只要愿意都可以随时检查所有纸页的完整性。
3.这一过程完全匿名进行，假设用数字姓名无法追踪到真实姓名。任何人都可以证明与具体数字姓氏有关的钱包都属于自己—只需拥有相应的数字签名，就能使用这一钱包。但在现实生活中，要想证明钱包是自己的并不容易。
4.不收取任何费用。但你也可以向全优学生支付一定费用，以确保自己的交易以快速追踪模式抄写到了新纸页上。
5.一旦完成，交易就无法被撤销—这意味着Billy转账给Johnny的这笔交易无法被划掉（每页都与前一页有关）。一旦有一页更改（甚至征得其他参与人的同意），剩下的纸页也全部必须更改，这意味着需要解答许多许多数学问题。一旦有疑问，参与者则会信任最长的纸页链。
如果我能买通全班超过一半的学生（以全优学生为主），我就能将这些学生分入另一个单独的班级，然后将交易日志改成我从未将钱转账给任何人。然后，我回到原来的班级并向他们展示长长的数页交易日志。这一欺诈手段实质上就是所谓的”比特币51%攻击”（我们已经讨论了现实中这一方法存在困难的原因，正如全优”坏学生”Karl例子中所展示的）。
这些钱到底来自于哪里
最初，所有比特币都在那些编写第一页交易日志的幸运者们之间分配。但这样做毫无公平性可言，也没有意义。为了让更多人参与到系统中，创始人们同意逐步增加金钱的分配：任何人只要解决一个问题并创建新的一页，就能在顶部写上这样一条：”本人借记50个比特币。”
此外，如果金额的确是50，则每个人都会同意这份交易日志，那几年后50就会变成25，以此类推。结果是，人们的资产不断增加，但比特币的数量却限定在2100万之内（截至目前，大约有1500万比特币被”分配”）。
基于这一原理，许多人都希望能成为这一项目的早期参与者，并最先开始赚钱—随后，这些钱再分成更小的部分并分配给更多的后来参与者。此外，越来越多的人会加入其中，努力尽可能快地解出这些数学题。
因此，如今许多人都拥有了大量加密货币。现在是时候宣布加密货币将是未来新货币公司的股票，并开始能用真正货币在证券交易所进行交易。以市价出售加密货币已成为趋势：许多人都希望能拥有未来的货币。对于他们而言，最好的选择是直接购买加密货币，如今每10分钟就能产生25个比特币，但需要通过解答数学题获得…但显然直接购买比挖矿容易得多。
网络商家意识到比特币可以在证交所用真实货币交易，并开始接受买家用加密货币支付—因为考虑到其价格不断提高，这显然是个明智之举。
存在的缺陷
现在，我们应该对比特币的概念有了更多的了解，因此下面将聊一聊比特币的缺陷。
1.比特币是一种真正的创新。这些神秘的作家设计得相当完美，因此直到现在他们的创意依然奏效。
2.比特币是各种非法活动的”温床”。无论是武器还是毒品交易，贿赂还是敲诈往往都使用比特币，原因在于比特币交易不仅难以追踪，同时也无法关闭或撤销。在现实世界，上述情况中不法分子只会用现金交易，同时在互联网上，传统支付系统受到监控且并非匿名—这也凸显出了比特币的价值。
3.对于合法行为，分散和匿名是无用甚至有害的。我们一直以来习惯使用维萨卡/万事达卡、银行转账以及PayPal/WebMoney。这些系统尽管存在各种缺陷，但也有不少有用的功能：
a. 我们支付费用（尤其是跨境转账），但能得到有价值的服务。
b.转账虽然花时间，但银行人员会进行严格审查，一旦发现问题就能立即退回。
比特币虽然快速且廉价，但要享受其好处，需要费不少电同时还要一遍一遍地复制信息。如果我们选择PayPal支付，则要简单得多。
4.喜欢比特币的人是因为它能不断增值。这有点像庞氏骗局那样泡沫越变越大。人们并不会对这一项目彻底失去兴趣，有意愿的买家越多，需求量就越大。这也是为什么那些已购买一定比特币份额的人大力推销”未来货币”—激起公众的兴趣并顺便抬高价格。目前的需求显然超过供给，因为随着时间推移比特币将不断通货紧缩。
5.人们不喜欢比特币的原因也是因为其价格不断提高。传统经济受到各国央行监管，目的是确保货币量与现有商品和服务量相符合，随着时间推移还能降低后者的成本。对于比特币而言，过程就不太一样了：比特币的价格只会不断向上攀升，这意味着用比特币购买商品非常不合算；最好的方法是用真实货币支付然后存下比特币以待未来升值（或永远保存）。
6.为何监管部门不喜欢比特币。
a.这是一种典型的庞氏骗局。一旦某个国家的人一下子买光所有比特币，泡沫就会随之破灭（每过几年就会出现一次），这也标志着危机的开始。这也是为什么许多国家严禁庞氏骗局的原因。
b.比特币往往与毒品、逃税、灰色收入和恐怖主义联系到一起—主要原因就是缺少监管。为此，有些国家的监管部门禁止使用加密货币并鼓励人们使用无处不在的传统支付工具。
7.至于在交易以外的领域使用区块链，大多数涉及区块链的项目都以集中方式管理相同的任务。他们能够通过使用一个或多个计算中心实现，因此无论是计算能力还是效率的成本均大幅降低。在上述学生用黑板记录交易日志的例子中，显然用黑板记录交易要比在课桌下藏记事本的方法简单明了地多。但问题在于，专横的老师会突然将黑板上的交易日志全部擦除干净。
今天的内容就到这里为止。你是否对比特币和区块链有了更深入的了解，了解这些专业知识其实也挺有好处的，不是吗？
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