数字货币简介

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本文试图在尽可能不涉及计算机专业知识的情况下解释加密货币的含义和原理。 注意，为了便于理解，有些细节不是很严谨。

金子

与数字货币相比，各国政府发行的货币被称为法定货币。 法定货币的首次出现是在1694年的英国。在此之前的漫长岁月里，人类基本上都是使用一些天然物质作为货币，比如早期的贝壳，直到黄金。 时至今日，黄金仍然扮演着货币的角色，各国国库中仍存有大量黄金作为法定货币的信用保证。

黄金可以作为等价物是大家的共识，但请注意，它没有任何政府背书或发行，总量基本固定。 那么当它作为货币使用时，它的价值体现在哪里呢？ 简单来说，体现在其会计功能上。 如果直接以物换物，效率很低，因为很难匹配到合适的人。 使用黄金或一般等价物相当于产生一个不可篡改的账本，安全地记录每个人拥有的资源。

黄金使交易更加便利，对古代经济的发展起到了重大的推动作用。 为什么我不能使用纸张和笔记进行会计？ 因为它不安全——陌生人很难辨别真伪，很可能是假的，而且还可能大量发行。可见，为了让大家信任一个中立的记账系统，就必须具有以下特点

安全性：不可伪造、不可篡改、发行方无法大量发行、不会变质。 黄金在这方面的优势无疑是巨大的。 金几乎不可能人工合成（只有极少量可以通过核反应合成）。 黄金勘探开采难度很大，在自然条件下可以稳定储存。 但缺点是鉴别真伪的成本较高，需要完全熔化或使用现代仪器。 便携：由于黄金总量较少，作为货币的单价很高。 您只需携带少量即可满足日常需求。 但这与当代电子设备相比仍然不够方便。 转账方便：黄金交易在古代确实很方便，但与电子转账相比还是差了很多。

综上所述，黄金的价值在于它利用其优良的物理特性在历史上很长一段时间内充当了账本的角色，极大地促进了人类社会的早期发展。 需要指出的是，这个“账本”只记录每个人的余额，而不记录转账历史，这是另一个缺点。

数字货币

在互联网高度发达的今天，我们能否在互联网上建立像黄金一样的数字账本呢？ 只要更好地实现以上三点，它就会比黄金具有更大的利用价值。 这看起来很容易，但实际上非常困难，需要付出巨大的代价。 我们银行的网银、支付软件、游戏币、充值卡等基本上都是政府或企业发行的。 政府（或公司）对这些系统的所有服务器和数据库拥有绝对的控制权。 理论上他们可以任意修改，其他人想要从外部破解它几乎是不可能的。 政府经常会发行额外的货币以刺激经济，但这也可能导致通货膨胀。 例如，美国因COVID-19疫情在2020-2021年大量发行美元，使其他国家的美元储备贬值； 发行人有能力冻结或没收账户中的财产1； 一些小国也可能出现政权不稳定，导致法币失去信誉。 所以仅从上面第一点来看，所有由政府或企业控制的中心化数字记账方式都远不如黄金。 所以即使第2点和第3点做得很好，但仍然存在不足。

那么创造数字黄金的难点就是如何让这个系统像黄金一样，不受任何小团体的控制，即去中心化（）。 只有这样才能建立第1点的安全性。 这就要求任何个人或少数人都不能篡改（或破坏）网络账本。 直到2009年中本聪提出了区块链的概念并发行了比特币，这种机制才慢慢成为可能。 比特币网络是一个去中心化的网络，即没有中央服务器。 大家可以搭建一台服务器，接入网络，共同完成记账。 账本在每台服务器上都有完整的备份，包含历史上每个账户的每笔交易记录。 根据这些交易记录，可以得到每个账户的余额。

用户可以匿名注册任意多个账户，注册时无需提供任何身份信息。 每个账户都有一个唯一的公共地址，称为公钥（key），以及一个匹配的密码，称为私钥（key）。 转账操作与微信类似。 使用账号和密码，可以连接互联网，请求比特币服务器将余额转移到任意指定地址 1、只有一笔交易获得网络中大多数服务器的共识（），并且只有在交易完成后才能生效。共识得到确认。 由于任何人都可以架设服务器进行记账，因此所有交易记录只能公开。 然而，由于账户是匿名注册的，并且可以注册任意数量的账户，甚至每次交易都使用不同的账户。 所以用户的隐私还是可以得到保证的。

1. ^ 想象一下，如果两个国家发生战争，理论上一国可以冻结另一国的法币。

2. ^ 服务器不存储密码，但可以轻松验证用于签署转账请求的密码是否与帐户地址匹配。 传输请求也不包含密码，而仅包含使用密码生成的数字签名。 这涉及到密码学中的非对称加密，超出了本文的讨论范围。

安全的代价

由于任何人都可以参与比特币网络，因此比中心化网络更容易被恶意破坏。 对于中心化服务器，控制器只需设置密码即可防止恶意篡改。 如果有人想要恶意破坏比特币网络，只需要购买大量的服务器即可。 如果网络中的人数达到多数，所谓的“共识”就可以通过。 做假账，比如花了一笔钱然后抹掉记录再花（即双花） 1.所以为了提高整个网络的安全性，我们必须让“买”变得极其困难大多数服务器”。 也就是说，每台服务器所需的成本大大增加。 比特币网络所做的就是将记账权与服务器的算力（算力）挂钩。 服务器必须完成一些困难（但无意义）的数学问题，才能获得更多的记账权。 理想情况下，整个网络的总算力极高，服务器的所有权又非常分散，少数人几乎不可能获得网络的控制权并恶意篡改数据。 这些无意义的计算最终会消耗大量资源，但这是维护去中心化账本安全的必要代价。 2016年，预计比特币网络总算力已达到全球前500强超级计算机集群的总和。 这使得比特币比其他货币更安全。

在其他加密货币中，为了不消耗过多的能源和硬件，服务器所有者的加密货币余额也按比例来获得记账权。 比特币的方法称为权力证明，后者称为权益证明。 但无论如何，为了让网络安全，网络中的服务器必须使用一些宝贵的资源作为记账权的分配标准。

3. ^ 但他仍然无法从其他账户转账给自己，因为他没有其他账户的密码（密钥）。

挖矿奖励

既然一台服务器需要如此多的资源，为什么有人想要构建一个呢？ 为了补偿这些服务器所有者维护比特币网络的安全，比特币协议规定，每十分钟，成功解决数学问题并获得记账权的账户将获得奖励。 因此，人们形象地把提供服务器算力并获得奖励的行为称为挖矿（），而挖矿的人称为矿工（miner） 1、所有的比特币都是通过挖矿产生的。 比特币协议规定，挖矿收入每4年减半，因此其总量保持不变。 除了挖矿奖励之外，矿工还将获得一些交易费用。 当所有比特币都被开采完后，理想情况下比特币的价格将足够昂贵，交易费用足以支撑所有矿工的开支，以便系统能够继续自给自足地运行。

4^miner也可以指用于挖矿的软件。