科普 | 本文带你了解时下最火的区域连锁

比特币的跌宕起伏，ICO的扑朔迷离，给本就喧闹的岁末增添了很多技术上的新鲜感和错过的焦虑。 很多人自以为理解打着“去中心化”旗号的区块链技术，却解释不清； 许多人觉得这与他们有关，但他们不知道从哪里开始； 太好了，荷兰郁金香的疑惑层出不穷。

比特币到底是什么？ 区块链如何“绕过”中心？ 无论成败，都需要了解什么是区块链及其基本原理。 你不能总是用概念作为解释和感受来预测市场。 基于此，本文试图用最通俗易懂的语言来谈谈为什么比特币的正常流通需要“挖矿”，以及为什么一笔比特币交易需要几十分钟的确认，耗费上百度的电. 这就是 Proof-Of-Work“工作量证明”——允许区块链去除中央权威的核心机制。

区块链是一种技术，而比特币是该技术的出色应用。 与支付宝和微信支付类似比特币最火的一年，比特币是一种不需要纸币或真钱的互联网支付方式。 但微信和支付宝与人民币打交道，人民币是政府发行的法定货币，代表着人们对权力机构的信任。 而比特币则是一种去中心化的虚拟“货币”，背后没有国家、机构或法律背书，完全由参与者集体管理。

那么问题来了，如果没人出面，信任从何而来？ 阿根廷的一位比特币持有者向贵州的一位买家汇了三枚比特币。 贵州人不懂阿根廷人。 为什么？ 相信他发行了三枚硬币而不是一枚？ 为什么相信他账户里加的三枚币，就是阿根廷人账户里丢的那三枚币。 既然没有银行来管理和处理交易，我们怎么能相信比特币不是互联网虚拟世界中凭空产生的一堆数字，可以随意更改呢？

这就是比特币的神奇之处。 它利用区块链技术回答了上述问题，并达成了一个Trustless Consensus“无信任共识”——比特币用户可以在彼此不知情和不信任的情况下正常交易（但也因此在全球范围内浪费了巨大的权力资源）。

与银行处理汇款的方式类似，比特币系统有一个账户，记录了比特币用户的账户信息（账户中有多少个币）和交易状态（谁在何时向谁发送了多少个币）。 账簿管理员为了给自己谋利，可能会操纵账户，比如凭空给自己的关联账户加几个币，反正都是电脑上的数字。 更重要的是，比特币用户是匿名的，这再次降低了欺诈成本。 作为预防措施，比特币系统制作了这个分类账的许多副本，并将它们分发给世界各地数以千计的比特币“簿记员”。 簿记员，也被称为“矿工”，他们本身就是比特币用户。 他们之间没有老大，也没有中心，只是互联网上的节点。 他们负责管理记录比特币自2009年出现以来所有汇款记录的账本副本。当出现新的汇款请求时，比特币系统以一定的概率在全球范围内随机选择一个簿记员，请他对交易进行验证并为其记账，然后将更新后的账本“广播”给其他记账员。 被选中的记账人也得到一定的记账费。

这种分布式账本的优势是显而易见的。 即使你篡改了一份或几份账本，在世界各地的其他人手中，还有数千份真实的账本是你无法更改的。 吃瓜群众一听，立马拍手称赞比特币的伟大和划时代。 然而，实际情况远没有这么简单。 不法的记账人，总会想着如何篡改手头的账，让其他记账人接受这个账目，为自己谋取利益。 试想，如果账本存在差异，当两个账本在网上广播时，其他记账人应该信任哪个账本？ 没有一个中央机构可以对比，我什至不知道我有哪个账本。 是真实账户吗？ 少数服从多数的原则在这个虚拟世界中行不通，因为坏人总能在网络中注册足够多的记账账户，形成多数优势。 即使提高注册成本也无济于事，因为注册成本只是固定投入。 如果账本存在风险，用户如何安全持有和使用比特币？

要让分散的账本副本内容保持一致，防止恶意篡改，不能像共享单车那样靠情怀，只能靠增加成本，增加做假账的成本。 我们先来谈谈比特币账本是什么样子的。 每个记账员手中的账本副本，是一串串很多按时间顺序串联起来的“小账本”（如下图所示）。

每个小账本在内存中的大小为1M，可以记录大约2000条比特币汇款信息。 最重要的是，每个小账本都有类似于猜数字的“谜语”。 它的谜语是由前一个小账本的答案和这个小账本中的2000条汇款信息组成的。 成为下一个小分类账谜题的一部分。 这样的谜语和答案环环相扣，将多个小账本连成一条链。 小账本也称为区块比特币最火的一年，如上所述连接成区块链。

猜这个谜语特别无聊，是“凑数”。 做对的可能性很小，需要电脑试很多很多次。 世界各地的簿记员都在不断地使用他们最强大的计算机来猜测这个谜语。 而最快猜出新小账本谜题答案的记账员，可以记录这2000条待处理的汇款信息，并将更新后的账本链广播给其他记账员。 其他记账人虽然没有猜对，但可以很容易地验证广播的账本是否猜对了（这是密码学的成熟技术）。 之后，所有记账员将手中的旧账本链换成这条新账本链，然后继续猜下一个小账本的谜语。 前面说过，记账是有奖励的（包括汇款手续费和新发的12.5个比特币奖励），所以记账人会尽量加强手中的算力，以增加最快猜到谜语的可能性。 有趣的是，无论全球簿记员投入多少计算资源，比特币系统都会自动增减猜谜难度，最快猜谜时间维持在十分钟左右。 也就是说，一笔比特币交易最快需要十分钟才能确认。

这样的链式账本和猜谜记账方式是如何防止账本被篡改的呢？ 假设当前链上最新的小账本是上图中的013，有无良记账人想篡改011上的交易记录，自己牟利。 一旦011的账本信息发生变化，这个小账本的谜底就会发生变化，之前猜对的答案就会变成错误的。 猜对了之后，下一个小账本012的谜语也跟着变了，他又得再猜一次。 然后下一个小账本013的谜语也变了，只好继续猜了。 等他猜完三本小账本的时候，至少已经过去了三十分钟。 这期间发生了什么？

这期间，其他记账员手中的账本链条已经变长，新的小账本014、015、016等被创建出来，这个坏记账员手中的账本长度已经抓不住了使用网络中的分类帐。 有同学说，他能不能用两台电脑，不拖延地猜出以前小账本的答案和新小账本的答案呢？ 当然不是！ 因为这些小账本的谜题和答案是上下文相关的环环相扣。 因此，从自身利益的角度出发，记账人最好是善良的，争取为新的交易记账获得记账奖励，而不是篡改历史账本。 而当有两个不同的账户在网络中广播时，簿记员只需要接受最长的账户，因为最长的链对应最大的工作量（计算量）。

上面说的记账过程就是比特币的运行过程。 那些小账本就是“块”。 它们串连起来，形成一个属于每个人的链式账本，这就是“区块链”。 那几千名记账员，俗称“矿工”。 所谓“挖矿”，无非是每个记账员用最好、最多的电脑来猜数字谜语，用设备和耗电量来证明自己的账本是正确的。 当网络的计算资源相对分散时，每个人只需要在最长的区块链上工作即可保证系统信息的真实性。 也就是说，在一个互不认识、没有中心、缺乏互信的环境中，我们只能信任付出最大成本的信息记录。 这就是标题中提到的“工作量证明”机制！

到这里，大家可能都明白区块链是怎么去中心化的了。 在没有中央机构权威背书的情况下，区块链系统一方面提供奖励鼓励簿记员参与记账，另一方面增加造假成本，通过资源消耗竞争保证账本的真实性簿记员之间。 簿记员（矿工）争夺比特币奖励的“记账权”。 只要比特币对美元的价格被市场抬高，矿工就有动力增加计算设备和消耗更多的电力来竞争记账（挖矿）。

因此，区块链网络记账消耗的电量与比特币的价格成正比。 This is why, under the current high price of Bitcoin, confirming a transaction needs to consume at least 5000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 of bitcoin price, power consumption (total power consumption consumed by bookkeepers all over the world to compete for the bookkeeping right of this transaction transaction transaction,是保守估计]。也至少几十分钟（因为每十分钟最多确认2000笔交易）。这远远超过支付宝或微信支付所需的边际功率和时间。世界上没有免费的午餐。世界，这是区块链为去中心化和信息溯源付出的最低“代价”！

在稍后发布的系列文章中，我们将讨论比特币的用途和安全性，谈谈比特币的安全缺陷和适合黑市交易的伪命题。 之后，我们将讨论比特币挖矿带来的“军备竞赛”。 然后说说比特币以外的其他加密货币和现在如火如荼的ICO。

（本文作者简介：李洋（哥伦比亚大学商学院博士，长江商学院副教授），长江商学院EMBA专注于学术研究和知识创造，构建最具前瞻性和创新性的课程体系，拥有全球7000多名长江实业校友，汇聚中国商界精英。）

随附的：

腾讯领导专访区块链项目负责人蔡总，畅谈战略布局

附言。 相信小伙伴们已经通过各种渠道看到了区块链的介绍，但是小编还是送上这篇混子月的小解读。 区块链是关于学习和交流的。 继续往下看，关注我们《区块链漫谈》让你少走弯路，避雷，避开投资路上的那些大坑~