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Bitcoin电子货币原理(精简版)

【作者:fjbit】 来源:原创 日期:2011-8-21 20:14:55 人气: 标签:Bitcoin电子货币 【打印】

Bitcoin是最早实现“加密货币”这一概念的系统,该设想最早由戴伟(Dai Wei,音译)于1998年在cypherpunks函件用户组首次提出的。 它建立在这样一个概念之上,即货币可以是任何东西或记录,只要它在一个国家或社会经济体系内被接受为商品服务的支付方式,或是债务偿还的方式。比特币的设计核心思想是以数学题答案作为货币,其发行权独立于任何中央机构之外。

我是最近接触Bitcoin的,他的复杂的机制和需要大规模的计算来换取BTC(bitcoin的缩写)很吸引我,我花了些时间简单的了解他的机理,由于网上对他的介绍的中文很少,而且有些写得不是很对,容易误导,官网wiki中文只翻译了部分,所以我写了这个,供大家参考。

首先明确几个概念,第一个是BTC,就是这个货币,和RMB一样是个单位,第二,Transaction,表示一条交易记录,里面包含了货币接收方的address和BTC数量,第三,Block,多个Transaction打包存为一个Block,每一个人的机器上都会自动下载所有的Blocks,从而才能够进行转账和查看address中金额,也就是说每个人的电脑都存数了网络上所有的交易(Transaction),第四,Blocks-chain,所有的Block都是连起来的,组成一个Block链。address相当于我们现实生活中的帐号,是你账户的唯一标识。

然后我们要普及下密码学的知识:

公开密钥加密(Public-key cryptography,也称为非对称密钥加密),该加密算法使用两个不同的密钥,各名为加密密钥和解密密钥。前者公开,又称公开密钥,简称公钥。后者保密,又称私有密钥,简称私钥。这两个金钥是数学相关,用某用户加密密钥加密后所得的信息,只能用该用户的解密密钥才能解密。公钥加密的另一用途是身份验证:用私钥加密的信息,可以用公钥对其解密。接收者由此可知:这条信息确实来自于拥有私钥的某人,公钥的形式就是数字证书。Bitcoin正是利用了这个加密方法的密钥不对称性的优点。

address(例如1KTj9TdiXtPcerF4XsCsFWU5NEPpFfdLiv)实际上就是一个公钥,每一个有address的人的计算机中都会存有这个公钥对应的私钥,每一次对这个address中的BTC的转出交易必须有私钥进行签署,如果你的私钥丢失了,那么你的这个address里的BTC就再也拿不出来了。

转账的过程是这样的:把你要转到的address和金额合并成一个Transaction,并用你自己的私钥进行签署,并发到整个P2P的网络上,所以网络上所有的拥有你address的人都可以看的到这笔Transaction是要从哪里转到哪里转了多少钱,但是由于没有私钥,他们没有办法修改。

我们有了一个新的Transaction就要有一个Block来存储它,所以要不断的生成Block,按照计划平均每十分钟生成一个Block,这个block成功生成后会给生成这个Block的人一笔奖赏,这就是miner赚钱的方法,这个我们一会再说。生成了一个存有这个transaction的block之后,那么整个blocks-chain的长度就增加了一个,所以网络上会以丢弃所有比这个短的block-chain的分支,所有的在线节点也会自动下载这个新的Block加到自己的index中来,当在网络上有一定人数的人认可你的transaction了,那么交易就认为合法。

怎么防止伪造货币?由于每一笔Transaction中都存数了来源address和目的addresss,所以每一笔钱都是可以追根溯源的,如果你想非法造币,那么你要修改整条chain,还要保证你的chain最后最长,所以如果你想自己伪造BTC货币那么你就要控制P2P网络上相当大一部分的机器,要他们生成新Block的速度比你自己伪造的速度慢,这样你伪造的才可能被公认,但是这个是相当小概率事件,几乎绝对不可能。

如果 p2p 网络过大,交易Transaction不能尽量的迅速的广播到全网络。就会出来 p2p 的网络的局部保持有小群体共同认可的一份全局Transaction。多个全局Transaction的分支同时发展是有可能的。因为每个小群体都可能认为他们看见的那部分更长更有效。但是, 只有有人发现另一条分支更长,它就会转换阵营。所以,有一定的可能性,你的Transaction被一个小群体接受,但在一段时间后,被更大的阵营抛弃,所以非法的总会是非法的。

下面我们说怎么赚钱,也就是mining,挖矿,block的生成非常苛刻,一定要保证block的hash值的前几位为0,这个0的个数越多,需要计算的时间就越长,复杂度越大,所以如果网络中有一个人用了最短的时间生成了这个Block他将有权利在这个block中生成一个Transaction,而这个Transaction是给他的address中存取一定数额的BTC,现在这个数额是50BTC,按照规则,每四年数额减半,那么若干年后,BTC的数额少的可怜时候,谁来做miner,那么有另一个机制,就是可以从你给打包的Transaction那里收取fee,也就是消费,如果他给的多那么你当然会把它加进你的Block中来,从而你可以从所有的Block中的所有Transactions的fee中获得利润。

所以现在开始mining吧,根据现在的BTC对USD的汇率是8.1,这个汇率每天都在浮动,如果你能自己创建一个block,那你就有50*8.1美元了。

首先你要有一个address,所以你要去下载一个client,然后安装它,运行时会自动生成一个address,之后他会自动从网上下载所有的blocks,现在大概有128000个blocks,这个时候你的address才能够进行转账和查看transaction信息等等。

如果你想自己mining,那可能你能制造一个block的概率很低,所以你不如加入一个mining pool,这样你的每一部分贡献会得到一定回报,相当于你贡献出你的计算量大家一起来挖一个。另外,CPU的挖矿能力也不太行了,都要用GPU,我用过一个AMD的CPU只能达到3Mhash/s,但是用GPU就完全不同了,nVIDIA的GPU采用CUDA架构在双精度计算上有优势,但是hash都是整型计算,CUDA似乎并不太适合,也可能是他用openCL的标准性能不高,总是ATI要比nVIDA的效率高,我用两张Tesla C1060的卡只能达到104Mhash/s,但是用ati的5870一张卡就能达到370Mhash/s。

总之下载好GPU挖矿的软件,去注册个mining pool的帐号,我用的是http://deepbit.net/,然后绑定你的address,设置好最小的收款金额,就可以开始挖矿啦。我挖了两天已经有0.34BTC了。

对了,由于你的address是要你自己维护的,要备份好wallet.dat文件,因为这里存储的是你的私钥,如果这个丢了那么你的钱就没有了,为了避免这个悲剧发生,简易你去注册个wallet,我用的是https://www.mybitcoin.com 这样wallet都有他们来托管,我们只要用账户登录就可以了(和支付宝有那么一点相似)

参考链接:

https://en.bitcoin.it/wiki/Main_Page   官方WIKI

http://www.bitcoin.org/  官方网站

http://shaneliu.org/archives/506  强烈推荐看看这篇

http://btcchina.com/index.php 一个中文论坛

https://github.com/downloads/Kiv/poclbm/guiminer-20110521.exe  GUI的GPU挖矿程序

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