从比特币简识区块链

刘格华

（首都经济贸易大学，北京 100070）

一、比特币

（一）比特币的诞生

2008年，一个在网络上自称中本聪的人发表了名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》的文章。文中提出了对比特币的设想及其底层技术区块链，标志着区块链的诞生。2009年，中本聪亲手挖出了第一笔50枚比特币的奖励，创建了第一个区块——比特币创世区块，比特币自此诞生。一直以来，关于中本聪本人的猜测有很多，直到2018年，澳大利亚企业家克雷洛.赖特公开承认自己是中本聪，才确认了中本聪的真实身份。

（二）比特币的产生与获得

产生比特币的方式称为挖矿，实际上就是解题，计算机通过随机的哈希碰撞，找到相应区块的解，就可以得到系统新生的比特币奖励。每过10分钟，网络会出现一个新的区块，所以每过10分钟，全网就会有矿工得到一定量新生成的比特币。而想要获得比特币，除了挖矿之外，还有购买和获得捐赠。

从总的比特币运行来看，挖矿的作用是记账，是把一定时间内比特币系统交易记载到区块链中，形成新的区块。账本就是区块链，矿工就是记账员。其实我们可以把区块链想象成一个账簿，每个区块就是账簿里的一页，记录了过去十分钟内比特币网络的交易信息。因此，比特币的交易并非是由一个权威的第三方机构记载的，而是以点对点的方式，直接由比特币系统的参与者自行记载，最先解出题解的人即为相应交易的记账员，同时也可以获得比特币的奖励。

二、区块链

通过比特币与区块链的联系，我们了解到区块链像是一个全民参与的记账系统。它如何突破全民参与记录的安全性等问题，打破传统货币第三方记录的瓶颈，与它自身精巧的机制有密切联系。

每个区块作为一页账本记录的信息主要有区块头、交易信息、交易计数器、区块大小。区块头主要包含的是上一区块头的哈希值，保证区块链的顺序连接。还有记录区块生成时间的时间戳，随机数以及算术题答案。交易信息主要有每笔交易的输入方、转出方、交易金额以及转出方的数字签名。交易计数器记录每个区块中交易量大小，而区块大小则记录每个区块中交易数据的大小。那么区块如何连接成链？

区块连接成链主要依据一套密码算法，每个新区块解的计算都要依据上一区块的哈希值、随机数以及本区块的交易信息来计算该区块的哈希值和随机数。也就是说每个新区块的生成都要依据上一区块的数据信息，这样就保证了整个区块链数据的唯一性。同时，每个节点的交易信息都会通知全网知道，每个节点都有整个区块链账簿交易信息的副本，不用担心交易记录的损坏和篡改。

区块链技术可看做是一系列技术的集成，包括非对称加密技术、时间戳以及工作量证明机制。非对称加密技术保证了区块链系统私人信息以及公共信息的安全性、准确性。时间戳保证了区块链的顺序性。工作量证明机制，保证了总的比特币分配的公平性。

三、区块链的特点

通过区块链的简要了解，我们可以总结其主要有以下特点，这些特点也是决定其能成为对金融、生活产生重大影响的科技：

（一）去中心化

整个区块链没有中心化的管理机构，是由无数节点组成的，每个节点都有均等的权利与义务，保存有整个区块链的全部信息，都是所有交易信息的一个副本，并没有集中化的中心数据库来管理和记录交易。这样就不会因为单独记账机构的营业时间耽误交易进行，也不会因为机构的操作失误带来损失等。

（二）不可篡改

每个区块的生成都有相应的时间戳，并且都是在前一区块信息的基础上求解得到的，新区块一旦出现，就会立即广播全网知道，每个节点都会有该交易信息的副本。信息一旦通过验证，加入到全链条上，将会永久储存起来。一般来说，必须要同时控制全网50%以上的节点才有可能篡改历史信息。所以说区块链整体的安全性极高，且节点越多，安全性越高。

（三）共识证明机制

整个区块链的数学算法机制是所有参与者信任的基础，所有参与者对这套体系的运作达成共识和认可是区块链成功实施的基础。这套共识证明机制包括了工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和各种拜占庭容错算法，可满足每秒数十万笔的交易量，满足大多数金融业务的需求。

四、区块链的前景应用

因为区块链的以上特点和优势，得到了许多国家和大型企业的关注，形成了众多的研究团体和机构。其未来的应用前景可以扩展到不同的领域，如：

（一）资产证明

区块链上可用于存储资产记录，一经确认就无法篡改，同时每个节点上都会有一份信息副本，全民都可以作为资产证明的公证人。这样可以减少产权纠纷，公证成本，只需简单查阅区块链上的数据库即可确认信息。所有的知识产权问题、版权问题也都可以通过这样的方式解决。

（二）数字票据

纸质票据难以保管，易造假，且处理的人工成本高。运用区块链的数字票据体系可以进行直接的点对点交易，时间戳可以反映票据的诞生时间，不仅不可篡改、不可伪造，而且交易者和监管者都能鉴别交易的真实性。比现在的电子票据系统更安全，更智能。

（三）征信系统和反洗钱系统

利用区块链系统自动登录信用信息，商业银行以加密形式存储并共享客户在本行的交易信息，在客户申请贷款时，商行可以直接通过调取区块链内数据详细了解借款人的历史信用记录。若把每笔交易的相关方和资产信息都储存在区块里，把客户的历史交易都串联起来，就可以进行反洗钱检查。并且该机构由各系统共同更新维护，可以避免重复的反洗钱工作。

（四）证券交易平台

通过区块链进行交易，可以绕过交易所、经纪人、做市场及一系列中介机构，节省交易成本，加快交易效率，提高交易的自动化水平，同时还能避免操作风险。实现交易和监管一体化操作。

（五）医疗教育

区块链也可以用于储存患者和学生的相关信息，为患者和学生在看病和学习的过程中服务。