从零入门区块链和比特币（第一期）

欢迎来到我的区块链与比特币入门指南！如果你对区块链和比特币感兴趣，但不知道从何开始，那么你来对地方了。本博客将为你提供一个简明扼要的介绍，帮助你了解这个领域的基础知识，并引导你进一步探索这个激动人心的领域。

比特币的诞生

去中心化的信仰

去中心化数字货币实现的挑战

双花问题 (double spent)

支付中介机构

去中心化的痛点

分布式系统的局限性

痛点的解决方案

技术难点：

等价问题：

传统解决方案：

天才的PoW

区块链的本质

共享账本：

共识机制：

区块链的社会价值

分布式信用：

分布式基础设施：

去中介化：

加密货币的理解误区

监管部门的两难

案例分析

比特币的诞生

由一位化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）的人或团队于2008年提出，并于2009年发布的一种加密货币。其诞生背景可以追溯到对现有金融体系的不满以及对去中心化、安全、透明的数字货币的追求。

中本聪在2008年发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》白皮书，https://bitcoin.org/bitcoin.pdf提出了一种通过去中心化的方式实现电子交易的方法。随后，2009年1月3日，中本聪挖出了比特币网络的创世区块（Genesis Block），这标志着比特币网络的正式启动。

比特币的诞生是对传统金融体系（布雷顿森林体系）的一种反思和尝试，它试图通过区块链技术和密码学方法来解决传统货币和金融系统存在的问题，如中心化、信任问题、高额手续费、跨境支付等。比特币的诞生开启了加密货币时代的序幕，也催生了许多其他加密货币和区块链项目的发展。

去中心化的信仰

自从布雷顿森林森林体系瓦解之后，各国央行的货币发行不再受到约束，每次遇到危机总是用一个未来更大的危机去覆盖。谁来监管央行的行为？

但是人民的劳动成果不该被央行无节操制造的通货膨胀剥削。中心化一定会沦为人治，那么就让所有人来一起决定未来的走向。游戏的规则必须由程序执行，并且人力无法干预。

总的来说，去中心化的信仰源于对中心化体系的不满和对更公平、透明、高效的系统的追求。然而，去中心化并非对所有问题都有完美的解决方案，也会面临一些技术和实践上的挑战，需要在实践中不断完善和发展。

去中心化数字货币实现的挑战

双花问题 (double spent)

小明拿了编号12345的10块钱买了10块钱的糖，又买了10块钱的饼干，并且都成功了。
小明拿了编号12345的10块钱，然后自己又仿制了一张同样的10块钱，然后用真的10块钱和假的10块钱买了10块钱的糖和10块钱的饼干。

支付中介机构

对于第一种情况，小明要买东西的时候，必须通过中介先交10元钱，然后中介确认商店发货，再把钱支付给商店。小明无法变出第2个10元在买饼干前交给中介。
对于第二种情况，中介检查出了小明第2个10元是假钱。

去中心化的痛点

没有支付中介帮助完成交易确认和记账要求能实现点对点交易交易记录不能被篡改系统要求24小时连续运行，可用性不依赖特定成员。如何升级维护，兼容性如何保障？

分布式系统的局限性

无解的CAP问题

C(onsistency)：一致性！账本要一致。

A(vailability)：可用性。24小时可用。

P(artition tolerance)：分区容错性。某些节点因为停电、重启、软件版本不一致等引发各种服务不可提供。

分布式系统解决方案的一个常见大招

最终一致性比如电商的订单系统

痛点的解决方案

所有参与节点一起记账通过广播方式所有交易被账本记录确认

通过密码学确保交易记录篡改成本极高。

类似p2p模式，所有节点平等，没有特权节点，每个节点都拥有独立运作的所有功能。

通过共识升级，社区委员会负责技术评审和紧急状况处理。

技术难点：

分布式环境下如何取得一致性

等价问题：

拜占庭将军问题。 11位拜占庭将军去打仗，他们各自有权力观测敌情并作出判断，进攻或撤退，那么怎么让他们只用传令兵达成一致呢？投票可以解决问题，但是投票结果在通讯传输途中被篡改怎么办？分布式数据库最糟糕的问题绝对不是写入或者读取失败，而是状态不同步，还感知不到。这个的后果就是正确性不能保证，那程序就没有任何意义了。

传统解决方案：

两/三阶段提交（需要中心化协调者）

Paxos（分布式，理解困难，实现困难，而且无法解决作弊问题）

天才的PoW

分布式系统常用的技术手段，在负载极大，且没有实时性要求的场合，把同步问题变成异步问题。交易本身并没有实时性的要求，想想银行的转账，商场的收银台，所以只要时延在接受范围内就OK。作假成本巨大，即使伪造能让其它节点的数据也需要巨大成本。算力面前人人平等，没有哪个节点拥有特权，除非算力碾压。参与者越多系统越稳定可靠。更多的参与者意味着造假者需要更大的成本。

区块链的本质

区块链的本质是建立在共享账本和共识机制之上的。让我们深入了解这两个方面：

共享账本：

在区块链中，所有参与者都可以获得账本的副本，这个账本是公开的，每个人都可以查看它。
所有交易都被记录在这个账本上，形成一个连续的、不可篡改的交易历史记录。
这个账本的副本被分布在网络中的多个节点上，因此即使某个节点发生故障，也不会导致交易数据的丢失。

共识机制：

区块链网络需要一种机制来决定哪些交易被记录在账本上，并确保所有节点上的账本保持一致。
共识机制定义了谁有权利负责记录新的交易以及如何确保所有节点在记录交易时达成一致。
记录不一致的时候，共识机制也定义了如何解决这些不一致性，并以什么为基准来进行修复或者选择主链。

共享账本和共识机制共同构成了区块链技术的核心。共享账本确保交易记录的透明性和不可篡改性，而共识机制则确保了网络的安全性和一致性。
共识机制的实现可以采用多种方式，如工作量证明（Proof of Work，PoW）、权益证明（Proof of Stake，PoS）、拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance，BFT）等。不同的共识机制有不同的优缺点，适用于不同的场景和需求。
区块链的共识机制是网络中各个节点之间达成一致的关键，它确保了网络的稳定性和安全性，使得区块链可以在去中心化的环境下运行，并且保持高度的可信度。