区块链的理论基础1-加密货币的本质

这是阮一峰先生的一篇文章，把一些晦涩难懂的道理讲得直白爽快。货币生成的标准是可信、共识和流通。文末有关于eth的补充，防止双花。

去年，比特币暴涨，其他币种雨后春笋般涌现。已经有1000多种了。

很多人都在问，加密货币（cryptocurrency）的时代真的要来了吗？未来，人类会不会不再使用美元和人民币，转而使用加密货币？这么多品种，我应该用哪个硬币？你想现在投资一些吗？

我也想知道这些问题的答案，所以我花了很多时间查找材料和研究协议。最近两周出版的《区块链入门》和《比特币入门》是我的学习心得。然而，这两篇教程主要介绍了基本概念和探讨协议的可行性，并没有回答一个基本问题：加密货币到底是什么？

以下是我对这个问题的看法。在阅读之前，如果你已经了解区块链和比特币，那很好；如果你不这样做，没关系，本文不涉及技术，只涉及最基本的原则。

两篇文章的链接：

一、什么是钱？

我们都知道人民币就是钱，美元就是钱，金银财宝就是钱。我问一个问题，为什么它们会变成钱？

您可能会回答，因为它们具有价值，或者是价值的代表。然而，有这么多有价值的东西，为什么只有这些品种变成了钱？

答案很容易想到，因为人们普遍相信（认同）自己的价值，而其他事物的价值很难被普遍认同，不能成为金钱。例如，邮票的价值没有普遍的共识。除了集邮者，没有其他地方可以用作货币。一般来说，认同它的人越多，钱的用途就越广。

我曾经去过俄罗斯，当地货币是卢布。但是，一旦离开俄罗斯，没有人相信它的购买力，所以卢布离开俄罗斯就没用了。相反，全世界的人们都相信美元的价值，所以全世界都可以使用它。当我用美元付款时，我发现俄罗斯人很满意。

所以，金钱的本质，或者说金钱的本质，是它的可信度。它必须让人们相信它是有价值的，然后它才能变成货币并且可以被收集和支付。

二、值得信赖

为什么金钱必须值得信赖？因为对方必须相信它的价值，否则你付不起。那么，下一个问题是，可信的东西是钱吗？

我的答案是肯定的。一个东西能不能变成钱，只看人们是否相信它有价值，它是否真的有价值，都无关紧要。

如果马云在一张纸币上写“这张纸币价值10000元”，在下面签上他的名字，并贴上防伪标志。你说这张纸币是钱吗？我向你保证，这是钱，你用它来支付，人们就会接受，马云相当于发行了一种新的钞票。

比特币也是如此，它是什么并不重要。重要的是，它必须保证自己是可信的，以便足够多的人在它变成金钱之前相信它的价值。

三、比特币的可信度

比特币要解决的核心问题是创建一个可信的数字证书。由于这个证书是可信的，所以可以作为货币使用。

比特币的技术基础是密码学，因为只有密码学才能保证其可信度。一旦加密被破解，它就不能用作货币。这就是为什么这种类型的数字证书被称为“加密货币”。

技术人员对比特币感兴趣还有一个重要原因。这种技术可用于需要可靠数字凭证的任何地方。

四、比特币的特点

比特币具有三个特点，因为它做到了这三个点，所以它是可信的，可以作为货币使用。

五、比特币存在吗？

由于后面提到的原因，比特币不可能有实体，也不可能实现“从口袋里掏出一枚硬币”的场景，交易必须通过互联网完成。

你可能会说，钱是有实体的，怎么会有无形的钱呢？答案恰恰相反。金钱应该是无形的。那些真金白银，其实是在浪费物质材料。因为技术还不够发达，所以必须要变成现实。

小时候买东西都得用现金，否则无法证明自己有购买力。只有通过实物货币，才能保证对方确实收到了钱。如果银行业发达，就不需要现金，可以用银行卡。付款时，对方复制银行卡号，询问银行“这个账户里有钱吗？”银行回复丰富，OK，成交。

然而怎么通过比特币转移钱到国外，互联网已经让实体银行卡变得不必要了。如果有一个开放的中央会计系统，任何人都可以查询。你把钱转到老板的账户，老板查询，发现已经到账，交易自动完成。整个过程是看不见的。需要什么银行卡？ ?

这个中央记账系统已经实现，称为区块链。

六、区块链的作用

区块链是记录所有交易的数据库，用作中央会计系统。

每笔交易的核心是一句话，比如“张三给李四转了1比特币”。为了证明这句话的可信度，张三在上面加了一个数字签名。任何人都可以用张三的公钥来证明这确实是张三的行为。另一方面，其他人无法伪造张三的数字签名，因此无法伪造交易。

矿工收到这句话，首先验证数字签名的可信度，然后验证张三真的拥有这些比特币（每笔交易都有上一笔交易的编号，用于查询比特币的来源）。验证通过后，将句子写入区块链。一旦写入区块链，每个人都可以找到它，所以这个比特币被认为是从张三转移到李斯的。

区块链的作用就是永久保存这句话，让任何人都可以查看，任何人（包括张三本人）都不能再修改。

货币是什么？其实就是这句话。这句话完成了一次付款。我们通常用人民币付款，但实际上我们只是用纸币来表达这个信息。如果每个人都可以实时写入/读取中央账本系统（区块链），那么根本不需要携带货币。

七、双倍消费

如前所述，交易不能被伪造。但是，由于每笔交易都是一串二进制信号，因此可能会被复制。比如“张三给李四转了1个比特币”这句话，可能是别人抄的，也可能是张三自己抄下来提交到区块链上的。

如果这句话被两次写入区块链，意味着张三可以花两次相同的钱。但是第二次写的时候，通过查询区块链可以发现张三花了钱，所以确定这是非法交易，不能写入区块链。因此，复制交易是不可能的。

比较麻烦的情况是，张三给两个人付了同样多的钱。他先向区块链提交了一笔交易“张三给李四转了1比特币”，然后又提交了另一笔交易“张三给王舞转了1比特币”。这两种交易都可以被认为是真实的交易，从而进入区块链。因此，必须有办法防止这种情况发生。

情况 1：同一个矿工收到两笔交易。然后他会意识到它们不能同时建立，所以他选择其中一个写入区块链。

情况2：矿工A收到第一笔交易，矿工B收到第二笔交易。他们每个人都会认为这是一个合法交易，并将这两个交易分别写入两个区域。块，并且在区块链中发生分叉。

比特币协议规定，分叉点后最先到达6个区块的分支被认定为官方区块链，其他分支将被废弃。由于区块的生成速度是由算力决定的，那么最终将哪笔交易写入区块链，完全取决于它所属的分支能吸引多少算力。隐藏的逻辑是，如果大多数人（计算能力）选择相信某个交易怎么通过比特币转移钱到国外，那么它应该是真的。

总之，双花是不可能发生的。因为中央会计系统总有办法发现你花了两次同样的钱。不过，这也说明了比特币的一个成本，就是交易无法实时确认，必须等待至少一个小时。

补充：以太坊eth的防双花机制是在发送链请求之前获取一个nonce（随机数）。同一个账户每次交易成功后，nonce值会增加1，nonce值不会有区间，比如1、3、4、6会报错，两者的差值必填相邻事务为 1。