我們之前講了區塊鏈。目前，區塊鏈最大的應用場景，就是以比特幣為代表的加密貨幣。那我們今天就來講一下比特幣。
比特幣（bitcoin）誕生於2008年。是一個名為中本聰的人，提出的想法：創造一種不受政府或其他任何人控制的貨幣！這個想法在剛開始是難以置信的，一串數字，背後沒有任何資產支持，也沒有任何信用機構負責，把它當作錢付給對方，你能想象的到？這也是那個用10000個比特幣買披薩的原因。
但是後來，這個想法變成了現實。在誕生後的這幾年裡，比特幣作為一種前所未有的新型貨幣，經歷了無數的市場考驗和技術攻擊，始終屹立不倒。現在比特幣已成長為一個在全球有著數百萬用戶，數萬商家接受付款，市值最高達百億美元的貨幣系統。剛剛過去的2017年，比特幣迎來了爆發式的增長，從年初的1000美元，最高漲到了2萬美元，全世界都為之震動，上到政府，下到普通百姓都在關注。事實就是比特幣已經並將繼續改變世界。
儘管這些年新聞媒體已大肆報道過比特幣瘋狂的種種，但對於普通民眾來說，比特幣是什麼還是很難搞懂，也無法瞭解一些基本的東西。下面我儘量用簡單的方式去介紹比特幣，希望能幫助到大家。
一、非對稱加密
首先，你要了解比特幣，就先得了解它的加密方式——非對稱加密。
所謂非對稱加密，簡單的說，就是加密和解密需要兩把鑰匙：一把公鑰和一把私鑰。
公鑰是公開的，任何人都可以獲取。私鑰是保密的，只有擁有者才能使用。他人使用你的公鑰加密信息，然後發送給你，你用私鑰解密，取出信息。反過來，你也可以用私鑰加密信息，別人用你的公鑰解開，從而證明這個信息確實是你發出的，且未被篡改，這叫做數字簽名。
現在請設想，如果公鑰加密的不是普通的信息，而是加密了一筆錢，發送給你，這會怎樣？
首先，你能解開加密包，取出裡面的錢，因為私鑰在你手裡。其次，別人偷不走這筆錢，因為他們沒有你的私鑰。因此，支付可以成功。
這就是比特幣（以及其他數字貨幣）的原理：非對稱加密保證了支付的可靠性。
由於支付的錢必須通過私鑰取出，所以你是誰並不重要，重要的是誰擁有私鑰。只有擁有了私鑰，才能取出支付給你的錢。（事實上，真實的交易流程稍有不同，私鑰保證的不是取出支付給你的錢，而是保證只有你能把這些屬於你的錢支付出去，後面會說到。）
二、比特幣錢包
上面說到了，你加密的消息不是發送給一個人，而是發送給一把私鑰。比特幣也是這樣的。這也就保證了交易是匿名的，別人無法知道私鑰背後的主人是誰。
所以，當你在要進行交易的時候，你就得擁有你自己的公鑰和私鑰。
目前你去很多比特幣交易所開戶，它們會讓你首先生成一個比特幣錢包（wallet）。這個錢包不是用來存放比特幣，而是存放你的公鑰和私鑰。軟件會幫你生成這兩把鑰匙，然後放在錢包裡面。
根據協議，公鑰的長度是512位。這個長度不太方便傳播，因此協議又規定，要為公鑰生成一個160位的指紋。所謂指紋，就是一個比較短的、易於傳播的哈希值。160位是二進制，寫成十六進制，大約是26到35個字符，比如 3BvBMSBYstWetqTFn5As4m4GFg6xJaNVN2。這個字符串就叫做錢包的地址，它是唯一的，即每個錢包的地址肯定都是不一樣的。這也保證了錢包的安全性。
你向別人收錢時，只要告訴對方你的錢包地址即可，對方向這個地址付款。由於你是這個地址的擁有者，所以你會收到這筆錢。
由於你是否擁有某個錢包地址，是由私鑰證明的，所以一定要保護好私鑰。這是極其重要的，如果你的私鑰被偷了，你的比特幣也就等於沒了，因為他人可以冒用你的身份了，把錢包裡面的錢都轉走。
同樣的，你向他人支付比特幣，千萬不能寫錯他人的錢包地址，否則你的比特幣就支付到了另一個不同的人了。
三、比特幣交易
比特幣的交易說明白就是把一個地址的比特幣，轉移到另一個地址，這樣就完成了交易。由於比特幣的交易記錄全部都是公開的，哪個地址擁有多少比特幣，都是可以查到的。因此，支付方是否擁有足夠的比特幣，完成這筆交易，這是可以輕易驗證的。
還有，比特幣協議規定，交易的時候，除了交易金額，轉出比特幣的一方還必須提供以下數據。
上一筆交易的 Hash（你從哪裡得到這些比特幣）
本次交易雙方的地址
支付方的公鑰
支付方的私鑰生成的數字簽名
而為了驗證這筆交易是否屬實，需要三步。
第一步，找到上一筆交易，確認支付方的比特幣來源。
第二步，算出支付方公鑰的指紋，確認與支付方的地址一致，從而保證公鑰屬實。
第三步，使用公鑰去解開數字簽名，保證私鑰屬實。
經過上面三步，才可以認定這筆交易是真實的。
四、確認交易
確認交易的真實性以後，交易還不算完成。交易數據必須寫入數據庫，才算成立，對方才能真正收到你的比特幣。
比特幣使用的是一種特殊的數據庫，叫做區塊鏈（blockchain），詳細的介紹請看前面的《區塊鏈入門教程第一期：區塊鏈》。那麼交易如何寫入區塊鏈呢？
首先，所有的交易數據都會傳送到礦工那裡。礦工負責把這些交易寫入區塊鏈。
根據比特幣協議，一個區塊的大小最大是 1MB，而一筆交易大概是500字節左右，因此一個區塊最多可以包含2000多筆交易。礦工負責把這2000多筆交易打包在一起，組成一個區塊，然後計算這個區塊的哈希。
計算哈希的過程叫做採礦，這需要大量的計算。礦工之間也在競爭，誰先算出哈希，誰就能第一個添加新區塊進入區塊鏈，從而享受這個區塊的全部收益，而其他礦工將一無所獲。
一筆交易一旦寫入了區塊鏈，就無法反悔了。這裡需要建立一個觀念：比特幣不存放在錢包或其他別的地方，而是隻存在於區塊鏈上面。區塊鏈記載了你參與的每一筆交易，你得到過多少比特幣，你又支付了多少比特幣，因此可以算出來你擁有多少資產。
五、礦工的收益
這個在前面寫的《區塊鏈入門教程第二期：挖礦》裡面已經提過了，這裡再寫一次。
交易的確認離不開礦工，挖礦也有很大的收益。
比特幣協議規定，挖到新區塊的礦工將獲得獎勵，一開始（2008年）是50個比特幣，然後每4年減半，目前（2018年）是12.5個比特幣。這也是比特幣的供給增加機制，流通中新增的比特幣都是這樣誕生的。
你可能看出來了，每4年獎勵減半，由於比特幣可以分割到小數點後八位，那麼到了2140年，礦工將得不到任何獎勵，比特幣的數量也將停止增加。這時，礦工的收益就完全依靠交易手續費了。
所謂交易手續費，就是礦工可以從每筆交易抽成，具體的金額由支付方自願決定。你完全可以一毛不拔，一分錢也不給礦工，但是那樣的話，你的交易就會沒人處理，遲遲無法寫入區塊鏈，得到確認。礦工們總是優先處理手續費最高的交易。
目前由於交易數量猛增，手續費已經水漲船高，一個區塊2000多筆交易的手續費總額可以達到3～10個比特幣。如果你的手續費給低了，很可能過了一個星期，交易還沒確認。
一個區塊的獎勵金12.5個比特幣，再加上手續費，收益是相當可觀的。按照目前的價格，可以達到75萬人民幣左右。想想看，運氣好的話，幾分鐘就能挖到一個區塊，拿到這樣一大筆錢，這也是礦工絡繹不絕的原因。
六、點對點的網絡交易
比特幣是一個全世界的開放網絡，只要你有服務器，就能加入這個網絡，成為一個節點。每個節點都包含了整個區塊鏈（目前大概 100多 GB），並且節點之間時刻不停地在同步信息。
當你發生了一筆支付，你所在的節點就會把這筆交易告訴另一個節點，直至傳遍整個網絡。礦工從網上收集各種新發生的交易，將它們打包寫入區塊鏈。一旦寫入成功， 礦工所在節點的區塊鏈，就成為最新版本，其他節點都會來複制新增的區塊，保證全網的區塊鏈都是一致的。
最後，你所在的節點也拿到了最新的區塊鏈，從而得知你早先的那筆交易，已經寫在裡面了，至此交易確認成功。
七、最後一個問題：比特幣是什麼？
寫到這裡，你可能對比特幣有所瞭解了。但是還有一個根本的問題，比特幣的本質到底是什麼？
說到底，比特幣只是區塊鏈的一條記錄。舉例來說，礦工獲得12.5個比特幣的獎勵，其實就是區塊鏈有一個記錄："xxx地址獲得12.5個比特幣"。正是這行記錄，導致該礦工獲得了大筆金錢。如果區塊鏈突然增加了一條記錄，記載你的地址獲得了1000個比特幣，你就真的會有1000個比特幣。
那麼，比特幣為什麼可以當錢用，而且還這麼瘋狂。是什麼賦予了它價值。我們下一篇文章再來介紹。
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