從比特幣簡識區塊鏈

劉格華

（首都經濟貿易大學，北京 100070）

一、比特幣

（一）比特幣的誕生

2008年，一個在網絡上自稱中本聰的人發表了名為《比特幣：一種點對點的電子現金系統》的文章。文中提出了對比特幣的設想及其底層技術區塊鏈，標志著區塊鏈的誕生。2009年，中本聰親手挖出了第一筆50枚比特幣的獎勵，創建了第一個區塊——比特幣創世區塊，比特幣自此誕生。一直以來，關于中本聰本人的猜測有很多，直到2018年，澳大利亞企業家克雷洛.賴特公開承認自己是中本聰，才確認了中本聰的真實身份。

（二）比特幣的產生與獲得

產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，找到相應區塊的解，就可以得到系統新生的比特幣獎勵。每過10分鐘，網絡會出現一個新的區塊，所以每過10分鐘，全網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，是把一定時間內比特幣系統交易記載到區塊鏈中，形成新的區塊。賬本就是區塊鏈，礦工就是記賬員。其實我們可以把區塊鏈想象成一個賬簿，每個區塊就是賬簿里的一頁，記錄了過去十分鐘內比特幣網絡的交易信息。因此，比特幣的交易并非是由一個權威的第三方機構記載的，而是以點對點的方式，直接由比特幣系統的參與者自行記載，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、區塊鏈

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

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

區塊連接成鏈主要依據一套密碼算法，每個新區塊解的計算都要依據上一區塊的哈希值、隨機數以及本區塊的交易信息來計算該區塊的哈希值和隨機數。也就是說每個新區塊的生成都要依據上一區塊的數據信息，這樣就保證了整個區塊鏈數據的唯一性。同時，每個節點的交易信息都會通知全網知道，每個節點都有整個區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。

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

三、區塊鏈的特點

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

（一）去中心化

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

（二）不可篡改

每個區塊的生成都有相應的時間戳，并且都是在前一區塊信息的基礎上求解得到的，新區塊一旦出現，就會立即廣播全網知道，每個節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50%以上的節點才有可能篡改歷史信息。所以說區塊鏈整體的安全性極高，且節點越多，安全性越高。

（三）共識證明機制

整個區塊鏈的數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、權益證明機制、股份授權證明機制和各種拜占庭容錯算法，可滿足每秒數十萬筆的交易量，滿足大多數金融業務的需求。

四、區塊鏈的前景應用

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

（一）資產證明

區塊鏈上可用于存儲資產記錄，一經確認就無法篡改，同時每個節點上都會有一份信息副本，全民都可以作為資產證明的公證人。這樣可以減少產權糾紛，公證成本，只需簡單查閱區塊鏈上的數據庫即可確認信息。所有的知識產權問題、版權問題也都可以通過這樣的方式解決。

（二）數字票據

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

（三）征信系統和反洗錢系統

利用區塊鏈系統自動登錄信用信息，商業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取區塊鏈內數據詳細了解借款人的歷史信用記錄。若把每筆交易的相關方和資產信息都儲存在區塊里，把客戶的歷史交易都串聯起來，就可以進行反洗錢檢查。并且該機構由各系統共同更新維護，可以避免重復的反洗錢工作。

（四）證券交易平臺

通過區塊鏈進行交易，可以繞過交易所、經紀人、做市場及一系列中介機構，節省交易成本，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。實現交易和監管一體化操作。

（五）醫療教育

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