比特币的研究论文

比特币的研究论文

行情就是一个大舞台，不是所有的故事都可以陈述，人是需要的某种信念来激励和约束的，人静而后安，安而能后定。过去， 在 无憾中微笑，才美丽；博弈，在眼泪中微笑，才多姿；成败，在坚强中微笑，才精彩！

我相信有很多刚入币圈的的朋友仅仅知道比特币是一种货币，对于他的发展过程一无所知，其实这样并不是一个好的现象，了解一个币种其产生的过程局长觉得是有必要的，这对于你在币圈来说，会有更深刻的见解和认知！那么现在给朋友们科普一下比特币的由来。

一、萌芽期：（2008~2010）

2008年，美国雷曼兄弟公司破产，继而引发金融危机，蔓延到全球。

2008年10月31日，一个化名为中本聪（SatoshiNakamoto）的极客发布了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System），“比特币”这个概念第一次出现在世人面前。在这篇论文中，中本聪描述了一种分布式账本，以及比特币的点对点流通模式。

2009年1月3日，中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了第一批比特币，创始区块诞生，比特币横空出世。

然而，在最初的那段时间，这个奇思妙想成真后却并没有吸引很多人前来尝试，因为比特币的价值何在、比特币背后的技术是否值得信赖，这些问题人们仍然感到十分疑惑。所以，当时在比特币网络上挖矿的人非常少。

一个关键的时间点在2010年5月到来，一个名叫Laszlo Hanyecz的程序员用1万个比特币买了价值25美元的两份披萨。披萨事件在今天看来不可思议，人们会震惊于那1万个比特币竟然就只换来两份吃食。但是其意义却无比深远，因为这次交易，意味着比特币第一次拥有了价格和汇率，而且，这也是首个用虚拟货币支付现实商品的案例。7月，比特币首次被 科技 媒体Slashdot报道，吸引了大批用户。

自此，比特币才真正为人们所正视，进入了大众的视野。

中本聪等社区元老，并非如同之后那些将比特币视为利益工具的人，他们凭借的是对比特币的信任和自由主义的理想主义情怀，没有他们比特币或将明珠蒙尘。所以，说比特币是自由主义信仰的产物也不为过。

二、生长期：（2011~2014）

2011年，数字货币市场上开始出现其他币种，比如后来与比特币分庭抗礼的莱特币。由于比特币的技术代码都是开源的，所以很多币种的建立都是在比特币的代码基础上加以改制，这样诞生的币种后来就被称作为山寨币。大部分的山寨币也像比特币一样，只能用于挖矿和转账，没有其他的具体用例，所以在后来都纷纷没落了。

其中一些存活至今的山寨币，因为有具体的应用场景或者亮眼的技术，才没有被抛弃，如狗狗币、莱特币等，但随着区块链技术的不断发展和各类新兴项目的出现，也逐渐式微，变得边缘化了。

在这一年，还有另外两件大事发生，首先是Mark Karpeles接手比特币交易所门头沟（），开始了它罪恶的一生；同年，暗网“丝绸之路”（Silk Road）建立，开始了比特币的黑暗轨迹。

由于市场上的比特币越来越多，交易量也随之增大，建立于2010的比特币交易所门头沟，一下子占据全球70%交易量份额，成为当时最大的交易所。但由于经营不善，门头沟的交易系统显得格外脆弱，几次三番维护优化依然无济于事，经常发生暂停提现与服务的事件。

2011年6月，门头沟受到第一次黑客攻击，但此后门头沟的经营者始终没能解决其交易系统的漏洞，多次被盗却隐瞒事实，不断用暂停服务和冻结交易以文过饰非。其平台上的比特币价格涨跌幅夸张，浮动区间非常大，而往往在这种时候门头沟就很容易出现问题，导致用户很难对自己的账户进行管理和操作。

2014年2月，门头沟上的比特币价格暴跌80%，用户却再一次很难将其提现；不久，门头沟一如既往地暂停了交易业务和提现功能。用户们蓄积已久的怒火终于爆发，但已无济于事，因为门头沟早已油尽灯枯，25日披露出其被盗85万个比特币的事实。

门头沟被盗85万个比特币，成为当时震惊全球的最大币圈新闻，也成为了比特币发展 历史 上难以抹去的一笔。门头沟破产之后，比特币价格骤降，而受到巨大损失的用户们也开始了艰难的维权之路。此事件一出，比特币市场受到了严重震荡，人们对于比特币和交易所的信任直降冰点，对比特币和区块链所宣扬的去中心化概念产生了严重质疑，整个行业开始笼罩在一片阴云当中。

比特币经历门头沟事件后元气大损，币价因之低迷了很久一段时间。两年后随着整个加密货币市场的回暖，比特币又焕发了勃勃生机；暗网也迎来了长达两年时间的稳定，其中流通的比特币，依然占据着整个比特币交易市场的最大份额。

三、扩容、分叉期：（2014~2017）

山寨币潮流之后，很多项目开始着眼于数字货币在点对点交易之外的应用，区块链对于应用领域的拓展开始了。比如受之前门头沟这种中心化交易所影响而诞生的第一所去中心化交易所比特股，采用全新的加密代码和共识机制，分发机制采用的也是当时新兴的ICO（Initial Coin Offering，首次币发行），类似股市中的公开招股，将代币当做股票进行融资。

ICO最早出现在2013年，Mastercoin（万事达币OMNI）是最早进行ICO的区块链的项目之一，起初的ICO募集的正是市值最高的比特币。这种分发方式引起了后来无数项目效仿，但进行ICO的项目中，也普遍存在着良莠不齐的状况，很多项目都是骗局。

2014年，以太坊建立，开启了区块链2.0的里程，公链技术的发展和运用使得区块链和数字货币可以应用到更广阔的的场景当中。以太坊虽然使用PoW共识机制，但代币“以太坊”的分发也是以ICO的形式，并取得了巨大的成功，成为市值 仅此于 比特币的第二大数字货币。

比特币的拓展问题迟迟没有得到解决，损害了很多矿工的利益。比特币社区的中坚技术力量core开发组提出隔离见证（SegWit）的建议，经过当时开发人员和矿工的一致协商，最终达成了“香港共识”：先对一部分区块进行隔离见证，将非隔离部分扩容至2M在进行隔离。

ICO、分叉币的繁荣是整个区块链市场繁荣的一种表象，其中的乱象亦是 层出不迭 ，空气项目、空气币的产生令投机者眼花缭乱辨别不清。同时缺乏监管也加剧了这些乱象的产生和猖獗。

2017年年末，比特币的价格出现了暴涨，在12月18日达到了19299美元的峰值。作为数字货币之首的比特币，反映了整个加密货币市场的风向，故各种代币也随着大行情暴涨了一波。整个冬天，加密币市场都是一派春意盎然。

四、迷茫期：区块链3.0时代（2018）

2018年新年之后，高涨的行情开始回落，但回落了将近大半年也一直未见底，市场开始进入寒冬。在这一年里，比特币的市值也大幅度缩水，但比特币的网络依然在正常运行。

币圈很多人又开始了迷茫，很多项目也开始惶恐不安，但区块链技术始终未停下脚步，区块链3.0时代到来。除去金融和商业公链领域，区块链的触手开始向非商业领域延伸，进入向版权、数据、医疗、食品、租房等深入 社会 生活的各个领域。

虽然总体而言区块链行业仍属于初级阶段，但对于比特币来说，似乎已经垂垂老矣。比特币依然会平稳运行下去，但其应用场景的限制将会令比特币逐渐成为一种保值手段。

然而比特币自身的发展是否会停滞不前或者到此为止？总体而言，有人完全不担心，认为这就是比特币的最好归宿，它不仅仅是市值第一的流通币种，更是一种象征和信仰；而有人认为，随着区块链技术的不断发展和应用范围的不断拓宽，比特币会逐渐失去现在的地位，被后来的币种取代。

比特币的未来如何，难以断言。

五、十年：追捧与质疑并存

比特币经过将近十年的发展，也获得了全球范围的众多认可，有些国家已经接纳了比特币，将其视为与法币同等地位的一种支付方式。

即使受到了很多认可，但在不同的国家，对于比特币这样的数字货币依然采取着观望甚至抵制的态度。很多人认为比特币虽然有区块链技术作为支撑，但和目前乃至以后的技术相比，它在技术这一方面的价值正在逐渐降低；比特币并没有具体的应用场景作为支撑，终究是一场泡沫，有很多商业大佬，如巴菲特、马云等，都表现出了不看好的态度。

比特币这十年，追捧与质疑并存，有很多人后来改变了看法，认为它并不是一场骗局，也有很多人坚信，比特币依然是一场泡沫。但直到现在，比特币依然是数字货币市场的风向标，也依然是最广为人知的数字货币。

概括《比特币:一种点对点的电子现金系统》论文的要点？

导语
本课堂用通俗易懂的系列内容为大家呈现区块链与密码学领域相关知识。这里有知识也有故事，从感兴趣到有乐趣，点宽课堂等你来学。
这个系列中的课程内容首先从比特币着手进行入门介绍，再延伸至区块链的相关技术原理与发展趋势，然后深入浅出地依次介绍在区块链中应用的各类密码学技术。欢迎大家订阅本公众号，持续进行学习。
【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义、教材及互联网，版权归属其原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理。】
1.0
引言
我们先从一组小漫画聊起，先看看帅气的我（咳咳）和小明发生的故事。
-2-
-3-
看完漫画，大家对用区块链记账有了大概了解嘛？其实在区块链运转机制中，当然不能用石头剪刀布啦！而是让全网节点比赛，看谁先算出一个前X位都是0的随机数，谁就获得记账权，我太难了…

举个例子：整个比特币网络要约10分钟才能找出一个前10位都是0的随机数，所以确保同时只有一个节点记账。
而如何确保多方互相都信任呢，第一大家一起“抄作业”，并放在自己的书包里（账本），第二确保“作业”在字迹上盖个印章，确保不被篡改。
说是照抄一遍，其实交易内容是可以被加密的，虽然密文全网同步备份，没有对应的私钥还是看不到——确保了数据私密性和安全性。（没有钥匙休想打开我的作业本！）
而在“作业”上盖章，这个“印章”则是比喻区块正文的对应Hash（Merkel根），Hash相关的知识点在后面的课堂中会讲到，只要正文被篡改了哪怕一丁点儿，Hash就会变得完全不一样，“大家”也就知道正文被篡改了。
就像是篡改作业的笔记，不管是橡皮擦掉、胶条粘掉、还是用涂改液涂掉，都是留下痕迹哦，而这种篡改内容就会被整个区块链系统无情地抛弃。
大家对区块链是不是有一丢丢了解了呢，下面我们言归正传，来看看区块链的“爸爸”比特币的诞生记！
1.1
比特币“破蛋”
2008年11月，一位化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）的人，在密码学论坛 发表的一篇名为Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System（《比特币：一种点对点的电子现金系统》）的论文中首先提出了比特币。
2009年1月3日，中本聪发布了比特币系统并挖掘出第一个区块，被称为“创世区块”，最初的50个比特币宣告问世。

（比特币创世区块）
有趣的一点是，中本聪在创世区块中带上了一句话以证明这个区块挖出于2009年1月3日。是什么方式呢？看图~
（2009年1月3日《泰晤士报》头版）

中本聪将2009年1月3日《泰晤士报》中头版的新闻标题——Chancellor on brink of second bailout for banks（《财政大臣正处于第二次救助银行之际》）记在了创世区块中，而当时全球金融危机正在席卷欧洲，无人幸免。
当传统银行在金融海啸中挣扎之际，代表新一代支付方式的比特币创世区块诞生，貌似巧合的事情现在看来却意味深长，仿佛是命运的交接棒。
比特币趣闻之有史以来最贵的比萨
2010年5月22日，美国佛罗里达州程序设计员拉斯洛·豪涅茨（Laszlo Hanyecz）用10000个比特币，换了棒约翰（Papa Johns）比萨店的一个价值25美元的奶酪比萨。当时用于换取比萨的比特币目前价值高达605,000,000元人民币！
有趣的是，目前棒约翰（）在美股市值约为186亿人民币，10000枚比特币大约占棒约翰总股本的3.2%，妥妥股东前十，一辈子比萨吃不完啦！
备注：比特币价格取自2020年5月11日17：34
截止2022年，比特币运行了13个年头。
比特币无中央管理服务器，无任何负责的主体，无外部信用背书，系统软件全部开源，系统本身分布全球各个角落，就像是一个“三无产品”。
然而神奇的是，这样一个“三无”系统，十余年来一直都在稳定运行，没有发生过重大事故。在比特币运行期间，有大量黑客无数尝试攻克比特币系统，均无功而返。这一点也展示了比特币系统背后技术的完备性和可靠性。
随着比特币价格的一路走高，比特币风暴席卷全球。从比特币背后引申出的区块链技术，也逐渐成为人们探索的对象。希望将这样一个稳定可靠的系统应用到各类企业应用之中。
除了其背后的技术具备的扩展价值，比特币作为一种虚拟资产，也逐渐与现实世界中的法币建立起了“兑换”关系，于是也有了狭义的“价格”，如果从法币角度来看，其更像是一种“商品”。
比特币趣闻之我不叫加密货币
对于以比特币为大哥的众虚拟资产，一直有一个统一的称谓：加密货币（Cryptocurrency）。但加密一词是一个“未完成”的状态，有加密就必然有解密，难道还有解密货币？所以加密货币的称谓其实是一个误区。

Cryptography是“密码学”，包含加密技术和解密技术。消息即为明文，而被加密之后的消息，我们称之为密文。用某种特定的方式方法对其进行“伪装”处理，以隐藏其内容的过程，我们称之为加密（encryption）。当我们将密文转变为明文，这一过程我们称之为解密（decryption），所以Cryptocurrency应该译为“密码货币”。以后大家再见到“加密货币”记得要纠正哦~
【区块链与密码学】课堂第1-1讲今天就讲到这里啦，其实比特币最吸引人的是它十几年间创造的价格神话，比特币为何总是“大涨大跌”？又是谁推动比特币价格十几年间万倍增长？比特币系统完备性和可靠性背后又是靠什么技术支撑？
我们将在之后的第二讲详细拆解比特币背后的技术和比特币价格的细枝末节。敬请期待！
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一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链

一文看懂互联网区块链，要了解区块链，就不得不从互联网的诞生开始研究区块链的技术发展简史，从中发掘区块链产生的动因，并由此推断区块链的未来。下面让我们一文看懂互联网区块链。

区块链的鼻祖就是麻将，最早的区块链是中国人发明的！区块链就跟麻将一样，只不过麻将的区块比较少而已，麻将只有136个区块，各地麻将规则不同可视作为比特币的硬分叉。

麻将作为最古老的区块链项目，四个矿工一组，最先挖出13位正确哈希值的获得记账权以及奖励，采用愿赌服输且不能作弊出老千的共识机制！

麻将去中心化，每个人都可以是庄，完全就是点对点。

矿池=棋牌室的老板抽佣。

不可篡改，因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

典型的价值互联网。我兜里的价值用不了八圈，就跑到他们兜里去了。

中国人基本上人手打得一手好麻将，区块链方面生产了全球70%~80%的矿机，并拥有全世界最多的算力，约占77%的算力

麻将其实是最早的的区块链项目：

1，四个矿工一组，先碰撞出13个数字正确哈希值的矿工可以获得记账权并得到奖励。

2，不可篡改。因为说服其他三个人需要消耗太多算力和体力。

3，典型的价值互联网。我兜里的价值数字货币用不了八圈，就跑到他们兜里去了。

4、去中心化，每个人都可以是庄，完全就是点对点。

5、UTXO，未花费的交易支出。

还有另外一种赊账的区块链玩法，假设大家身上都没现金

细究一下，在大家达成共识时，我们看不到任何中介或者第三方出来评判丙赢了，大家给丙的奖励也不需要通过第三方转交给丙，都是直接点对点交易，这一过程就是去中心化，牌友们（矿工）各自记录了第一局的战绩，丙大胡自摸十三幺，乙杠了甲东风，记录完成后就生成了一个完整的区块，但要记住，这才只是第一局，在整个区块链上，这才仅仅是一个节点，开头说的8局打完，也就是8个节点（区块），8个区块连接在一起就形成了一个完整账本，这就是区块链。因为这个账本每人都有一个，所以就是分布式账本，目的就是为了防止有人篡改记录，打到最后，谁输谁赢一目了然。

4个男士（甲乙丙丁）凑在一块打麻将来钱，大家都没带现金，于是请一美女（中心化）用本子记账，记录每一局谁赢了多少钱、谁输了多少钱？最后结束时，大家用支付宝或微信支付结总账，但是如果这位美女记账时记错了或者预先被4人中的某人买通了故意记错，就保证不了这个游戏结果的公正公平合理性，你说是不是？那怎么办呢？如果你“打麻将”能用“区块链”作为游戏规则改编为如下：

4个男士（甲乙丙丁）凑在一块打麻将来钱，大家都没带现金，乙说让她带来的美女记账，甲说这位美女我们都不认识，于是甲乙丙丁4人一致约定每个人每局牌都在自己的手机上（区块链节点）同时记账（去中心化），最后打完麻将，直接手机上以电子货币结账时，大家都对一下记账的的结果，本来应该是一样的记账结果。

假设本来结果是甲手机上记的账：乙欠甲10元。但乙手机上的记录却是不欠，可是其余2人（丙、丁）和甲的记账一样，那还是按照少数服从多数规则结算，另外大家心里对乙的诚信印象就差评了，下次打麻将就不会带乙一起玩了。

除非乙预先买通（丙、丁）2人让其故意作假，但乙买通他们2人的代价是10万元（赖账10元的1万倍），那常理上乙只能选择放弃，因为做假成本太高了。

假设即使乙在打牌的过程中，偷偷愿意以高价10万元预先买通丙、丁做这笔巨亏的傻猫交易，但区块链的规则是按时间戳记账的，原来是下午1点钟记账乙欠甲10元的，即丙和丁下午3点钟再改账时，时间是不可逆的，只能记下午3点钟，那就又不吻合游戏规则了。

实际上在2017年博主已经开发出了一套麻将币

中国最早的区块链项目：四个矿工一组，最先从 148 个随机数字中碰撞出 14 个数字正确哈希值的矿工，可以获得一次记账权激励，由于分布式记账需要得到其他几位矿工的共识，因此每次记账交易时间长约十几分钟。

一、比特币诞生之前，5个对区块链未来有重大影响的互联网技术

1969年，互联网在美国诞生，此后互联网从美国的四所研究机构扩展到整个地球。在应用上从最早的军事和科研，扩展到人类生活的方方面面，在互联网诞生后的近50年中，有5项技术对区块链的未来发展有特别重大的意义。

1、1974诞生的TCP/IP协议：决定了区块链在互联网技术生态的位置

1974年，互联网发展迈出了最为关键的一步，就是由美国科学家文顿瑟夫和罗伯特卡恩共同开发的互联网核心通信技术－－TCP/IP协议正式出台。

这个协议实现了在不同计算机，甚至不同类型的网络间传送信息。所有连接在网络上的计算机，只要遵照这个协议，都能够进行通讯和交互。

通俗的说，互联网的数据能穿过几万公里，到达需要的计算机用户手里，主要是互联网世界形成了统一的信息传播机制。也就是互联网设备传播信息时遵循了一个统一的法律-TCP/IP协议。

理解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链有非常重要的意义，在1974年TCP/IP发明之后，整个互联网在底层的硬件设备之间，中间的网络协议和网络地址之间一直比较稳定，但在顶层应用层不断涌现层出不穷的创新应用，这包括新闻，电子商务，社交网络，QQ，微信，也包括区块链技术。

也就是说区块链在互联网的技术生态中，是互联网顶层-应用层的一种新技术，它的出现，运行和发展没有影响到互联网底层的基础设施和通讯协议，依然是按TCP/IP协议运转的众多软件技术之一。

2、1984年诞生的思科路由器技术：是区块链技术的模仿对象

1984年12月，思科公司在美国成立，创始人是斯坦福大学的一对夫妇，计算机中心主任莱昂纳德·波萨克和商学院的计算机中心主任桑蒂·勒纳，他们设计了叫做“多协议路由器”的联网设备，放到互联网的通讯线路中，帮助数据准确快速从互联网的一端到达几千公里的另一端。

整个互联网硬件层中，有几千万台路由器工作繁忙工作，指挥互联网信息的传递，思科路由器的一个重要功能就是每台路由都保存完成的互联网设备地址表，一旦发生变化，会同步到其他几千万台路由器上（理论上），确保每台路由器都能计算最短最快的路径。

大家看到路由器的运转过程，会感到非常眼熟，那就是区块链后来的重要特征，理解路由器的意义在于，区块链的重要特征，在1984年的路由器上已经实现，对于路由器来说，即使有节点设备损坏或者被黑客攻击，也不会影响整个互联网信息的传送。

3、随万维网诞生的B/S（C/S）架构：区块链的对手和企图颠覆的对象

万维网简称为Web，分为Web客户端和服务器。所有更新的信息只在Web服务器上修改，其他几千，上万，甚至几千万的客户端计算机不保留信息，只有在访问服务器时才获得信息的数据，这种结构也常被成为互联网的B/S架构，也就是中心型架构。这个架构也是目前互联网最主要的架构，包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这个架构。

理解B/S架构，对与后续理解区块链技术将有重要的意义，B/S架构是数据只存放在中心服务器里，其他所有计算机从服务器中获取信息。区块链技术是几千万台计算机没有中心，所有数据会同步到全部的计算机里，这就是区块链技术的核心，

4、对等网络（P2P）：区块链的父亲和技术基础

对等网络P2P是与C/S(B/S)对应的另一种互联网的基础架构，它的特征是彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站。

Napster是最早出现的P2P系统之一，主要用于音乐资源分享，Napster还不能算作真正的对等网络系统。2000 年3月14 日，美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息，说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。

在Gnutella分布式对等网络模型中，每一个联网计算机在功能上都是对等的，既是客户机同时又是服务器，所以Gnutella被称为第一个真正的对等网络架构。

20年里，互联网的一些科技巨头如微软，IBM，也包括自由份子，黑客，甚至侵犯知识产权的犯罪分子不断推动对等网络的发展，当然互联网那些希望加强信息共享的理想主义者也投入了很大的热情到对等网络中。区块链就是一种对等网络架构的软件应用。它是对等网络试图从过去的沉默爆发的标杆性应用。

5、哈希算法：产生比特币和代币（通证）的关键

哈希算法将任意长度的数字用哈希函数转变成固定长度数值的算法，著名的哈希函数如：MD4、MD5、SHS等。它是美国国家标准暨技术学会定义的加密函数族中的一员。

这族算法对整个世界的运作至关重要。从互联网应用商店、邮件、杀毒软件、到浏览器等、，所有这些都在使用安全哈希算法，它能判断互联网用户是否下载了想要的东西，也能判断互联网用户是否是中间人攻击或网络钓鱼攻击的受害者。

区块链及其应用比特币或其他虚拟币产生新币的过程，就是用哈希算法的函数进行运算，获得符合格式要求的数字，然后区块链程序给予比特币的奖励。

包括比特币和代币的挖矿，其实就是一个用哈希算法构建的小数学游戏。不过因为有了激烈的竞争，世界各地的人们动用了强大的服务器进行计算，以抢先获得奖励。结果导致互联网众多计算机参与到这个小数学游戏中，甚至会耗费了某些国家超过40%的电量。

二、区块链的诞生与技术核心

区块链的诞生应该是人类科学史上最为异常和神秘的发明和技术，因为除了区块链，到目前为止，现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明人是谁。

2008年10月31号，比特币创始人中本聪（化名）在密码学邮件组发表了一篇论文——《比特币：一种点对点的电子现金系统》。在这篇论文中，作者声称发明了一套新的不受政府或机构控制的电子货币系统，区块链技术是支持比特币运行的基础。

论文预印本地址在，从学术角度看，这篇论文远不能算是合格的论文，文章的主体是由8个流程图和对应的解释文字构成的, 没有定义名词、术语，论文格式也很不规范。

2009年1月,中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例-比特币系统的开源软件，开源软件发布后, 据说中本聪大约挖了100万个比特币.一周后，中本聪发送了10个比特币给密码学专家哈尔·芬尼，这也成为比特币史上的第一笔交易。伴随着比特币的蓬勃发展，有关区块链技术的研究也开始呈现出井喷式增长。

向大众完整清晰的解释区块链的确是困难的事情，我们以比特币为对象，尽量简单但不断深入的介绍区块链的技术特征。

1、区块链是一种对等网络（P2P）的软件应用

我们在前文提过，在21世纪初，互联网形成了两大类型的应用架构，中心化的B/S架构和无中心的对等网络（P2P）架构，阿里巴巴，新浪，亚马逊，百度等等很多互联网巨头都是中心化的B/S架构，简单的说，就是数据放在巨型服务器中，我们普通用户通过手机，个人电脑访问阿里，新浪等网站的服务器。

21世纪初以来，出现了很多自由分享音乐，视频，论文资料的软件应用，他们大部分采用的是对等网络（P2P）架构，就是没有中心服务器，大家的个人计算机都是服务器，也都是客户机，身份平等。但这类应用一直没有流行起来，主要原因是资源消耗大，知识版权有问题等。区块链就是这种领域的一种软件应用。

2、区块链是一种全网信息同步的对等网络（P2P）软件应用

对等网络也有很多应用方式，很多时候，并不要求每台计算机都保持信息一致，大家只存储自己需要的的信息，需要时再到别的计算机去下载。

但是区块链为了支持比特币的金融交易，就要求发生的每一笔交易都要写入到历史交易记录中，并向所有安装比特币程序的计算机发送变动信息。每一台安装了比特币软件的计算机都保持最新和全部的.比特币历史交易信息。

区块链的这个全网同步，全网备份的特征也就是常说的区块链信息安全，不可更改来源。虽然在实际上依然不是绝对的安全，但当用户量非常大时，的确在防范信息篡改上有一定安全优势。

3、区块链是一种利用哈希算法产生”通证（代币）”的全网信息同步的对等网络（P2P）软件应用

区块链的第一个应用是著名的比特币，讨论到比特币时，经常会提到的一个名词就是“挖矿”，那么挖矿到底是什么呢？

形象的比喻是，区块链程序给矿工（游戏者）256个硬币，编号分别为1,2,3……256，每进行一次Hash运算，就像抛一次硬币，256枚硬币同时抛出，落地后如果正巧编号前70的所有硬币全部正面向上。矿工就可以把这个数字告诉区块链程序，区块链会奖励50个比特币给矿工。

从软件程序的角度说，比特币的挖矿就是用哈希SHA256函数构建的数学小游戏。区块链在这个小游戏中首先规定了一种获奖模式：给出一个256位的哈希数，但这个哈希数的后70位全部是0，然后游戏者（矿工）不断输入各种数字给哈希SHA256函数，看用这个函数能不能获得位数有70个0的数字，找到一个，区块链程序会奖励50个比特币给游戏者。实际的挖坑和奖励要更复杂，但上面的举例表达了挖矿和获得比特币的核心过程。

2009年比特币诞生的时候，每笔赏金是50个比特币。诞生10分钟后，第一批50个比特币生成了，而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时(2100万的50%)，赏金减半为25个。当总量达到1575万(新产出525万，即1050的50%)时，赏金再减半为12.5个。根据比特币程序的设计，比特币总额是2100万。

从上述介绍看，比特币可以看做一个基于对等网络架构的猜数小游戏，每次正确的猜数结果奖励的比特币信息会传递给所有游戏者，并记录到每个游戏者的历史数据库中。

4、区块链技术因比特币的兴起产生的智能合约，通证、ICO与区块链基础平台

从上面的介绍看，比特币的技术并不是从天上掉下来的新技术，而是把原来多种互联网技术，如对等网络架构，路由的全网同步，网络安全的加密技术巧妙的组合在一起，算是一种组合创新的算法游戏。

由于比特币通过运作成为可以兑换法币，购买实物，通过升值获得暴利，全世界都不淡定了。抱着你能做，我也能做的态度，很多人创造了自己的仿比特币软件应用。同时利用政府难以监管对等网络的特点，各种山寨币与比特币一起爆发。这其中出现了很多欺诈和潜逃事件，逐步引起各国政府的关注。

区块链基础平台：用区块链技术框架创建货币还是有相当的技术难度，这时区块链基础平台以太坊等基础技术平台出现了，让普通人也可以方便的创建类“比特币”软件程序，各显神通，请人入局挖币，炒币，从中获得利益。

通证或代币：各家“比特币”、“山寨币”如果用哈希算法创建的猜数小游戏，产生自己的“货币”时，这个“货币”统称“通证”或“代币”。

ICO:由于比特币和以太币已经打通与各国法币的兑换，其他新虚拟币发币时，只允许用比特币和以太币购买发行的新币，这样的发币过程就叫ICO，ICO的出现放大了比特币，以太币的交易量。同时很多ICO项目完全建立在虚无的项目上，导致大量欺诈案例频发。进一步加深了社会对区块链生成虚拟货币的负面认识。

智能合约:可以看做区块链上的一种软件功能，是辅助区块链上各种虚拟币交易的程序，具体的功能就像淘宝上支付宝的资金托管一样，当一方用户收到的货物，在支付宝上进行确认后，资金自动支付个给买家货主，智能合约在比特币等区块链应用上也是承担了这个中介支付功能。

三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

1、区块链处于互联网技术的什么位置？是顶层的一种新软件和架构。

我们在前面的TCP/IP介绍中提到，区块链与浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样，是互联网顶层-应用层的一种软件形式。它的运行依然要靠TCP/IP的架构体系传输数据。只是与大部分应用层软件不同，没有采用C/S（B/S）的中心软件架构。而是采用了不常见的对等网络架构，从这一点说，区块链并不能颠覆互联网基础结构。

2、区块链想要颠覆谁？想颠覆万维网的B/S（C/S）结构。

它试图要颠覆其实是89年年诞生的万维网B/S,C/S结构。前面说过。由于89年年欧洲物理学家蒂姆· 伯纳斯· 李发明万维网并放弃申请专利。此后近30年中，包括谷歌，亚马逊，facebook，阿里巴巴，百度，腾讯等公司利用万维网B/S（C/S）结构，成长为互联网的巨头。

在他们的总部，建立了功能强大的中心服务器集群，存放海量数据，上亿用户从巨头服务器中获取自己需要的数据，这样也导致后来云计算的出现，而后互联网巨头把自己没有用完的中心服务器资源开放出来，进一步吸取企业，政府，个人的数据。中心化的互联网巨头对世界，国家，互联网用户影响力越来越大。

区块链的目标是通过把数据分散到每个互联网用户的计算机上，试图降低互联网巨头的影响力，由此可见区块链真正的对手和想要颠覆的是1990年诞生的B/S（C/S）结构。但能不能颠覆掉，就要看它的技术优势和瓶颈。

3、区块链的技术缺陷：追求彻底平等自由带来的困境

区块链的技术缺陷首先来自与它的对等网络架构上，举个例子，目前淘宝是B/S结构，海量的数据存放在淘宝服务器集群机房里，几亿消费者通过浏览器到淘宝服务器网站获取最新信息和历史信息。

如果用区块链技术，就是让几亿人的个人电脑或手机上都保留一份完整的淘宝数据库，每发生一笔交易，就同步给其他几亿用户。这在现实中是完全无法实现的。传输和存储的数据量太大。相当于同时建立几亿个淘宝网站运行。

因此区块链无法应用在数据量大的项目上，甚至小一点的网站项目用区块链也会吃力。到2018年，比特币运行了近10年，积累的交易数据已经让整个系统面临崩溃。

于是区块链采用了很多变通方式，如建立中继节点和闪电节点，这两个概念同样会让人一头雾水，通俗的说，就是区块链会向它要颠覆的对象B/S结构进行了学习，建立数据服务器中心成为区块链的中继节点，也用类浏览器的终端访问，这就是区块链的闪电节点。

这种变动能够缓解区块链的技术缺陷，但确让区块链变成它反对的样子，中心化。由此可见，单纯的区块链技术由于技术特征有重大缺陷，无法像万维网一样应用广泛，如果技术升级，部分采用B/S（C/S）结构,又会使得区块链有了中心化的信息节点，不在保持它诞生时的梦想。

4、从互联网大脑模型看区块链的未来前景

我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络结构。

从1969年互联网诞生以来，人类从不同的方向在互联网领域进行创新，并没有统一的规划将互联网建造成什么结构，当时间的车轮到达2017年，随着人工智能，物联网，大数据，云计算，机器人，虚拟现实，工业互联网等科学技术的蓬勃发展，当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统，互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。

通过近20年的发展依托万维网的B/S,C/S结构，腾讯QQ，微信，Facebook，微博、twitter亚马逊已经发展出类神经元网络的结构。互联网设备特别是个人计算机，手机在通过设备上的软件在巨头的中心服务器上映射出个人数据和功能空间，相互加好友交流，传递信息。互联网巨头通过中心服务器集群的软件升级，不断优化数亿台终端的软件版本。在神经学的体系中，这是一种标准的中枢神经结构。

区块链的诞生提供了另外一种神经元模式，不在巨头的集中服务中统一管理神经元，而是每台终端，包括个人计算机和个人手机成为独立的神经元节点，保留独立的数据空间，相互信息进行同步，在神经学的体系中，这是一种没有中心，多神经节点的分布式神经结构。

有趣的是，神经系统的发育出现过这两种不同类型的神经结构。在低等生物中，出现过类区块链的神经结构，有多个功能相同的神经节，都可以指挥身体活动和反应，但随着生物的进化，这些神经节逐步合并，当进化成为高等生物时，中枢神经出现了，中枢神经中包含大量神经元进行交互。

四、关于区块链在互联网未来地位的判断

1、对比特币的认知：一个基于对等网络架构（P2P）的猜数小游戏，通过高明的金融和舆论运作，成为不受政府监管的”世界性货币”。

2、对区块链的认知：一个利用哈希算法产生”通证（代币）”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用。

3、区块链有特定的用途，如大规模选举投票，大规模赌博，规避政府金融监管的金融交易等等领域，还是有不可替代的用处。

4、在更多时候，区块链技术会依附于互联网的B/S,C/S结构，实现功能的扩展，但总体依然属于互联网已有技术的补充。对于区块链目前设想的绝大部分应用场景，都是可以用B/S,C/S结构实现，效率可以更高和技术也可以更为成熟。

5、无论是从信息传递效率和资源消耗，还是从神经系统进化看，区块链无法成为互联网的主流架构，更不能成为未来互联网的颠覆者和革命者。

6、当然B/S,C/S结构发展出来的互联网巨头也有其问题，但这些将来可以通过商业的方式，政治的方式逐渐解决。