嗨，拜年了。你给我转 200 块，我给美羊转 100，美羊给郭冬临转 500，呃，余额不足。
每过去一秒，微信就得处理 1.4 万笔这样的转账。你能正常转账的前提，是因为微信知道你有多少钱，而这些钱又放在人民银行的专户里记账。而你也相信微信和银行体系背后的无数员工，不会搞错你的余额。
但如果没有这些可信任的第三方，在一个完全匿名的去中心化网络里，你怎么给我打钱？
2008 年 10 月 31 号，署名为 Satoshi Nakamoto 的 ID 用一篇 9 页的论文解决了这个问题。
现在我们知道，这个被称作中本聪的神秘人和这 9 页纸凭空创造了相当于 10000 亿人民币的比特币，和支持比特币运转的技术——区块链（blockchain）。
没有可信任第三方之后，最大的问题是我们每一个人都无法互相信任的。
所以，区块链的世界，转账就得发广播，目的是让所有人都得知道网络里的每一个人每一笔钱的来龙去脉。
大家会通过电子签名验证这句话确实是我说的，再把这笔转账记在账本上，我就少了 100，美羊就多了这 100 。
但大家怎么知道我真的有 100 块呢？你的账本会帮你确认。
这个账本，就是区块。把区块连起来，就是区块链。
它记录了比特币从创立到今天所有的交易记录，现在大概有 60 万个区块，每个区块里记录了 两三千笔交易，包括你我在内的每一个账户有多少钱，从哪里来，花到哪去，都记得一清二楚，透明公开。
在区块链网络里，所有人都拿着一份相同且实时更新的账本。所以我说要给美羊付 100 块的时候，大家手里的账本就会开始回溯检查我到底有没有 100 块，如果没有，转账就无效。
不难发现，账本的可靠性是数字货币的基石，如果账本出了问题，什么币都不好使。
但这就引出了两个新问题：谁来给大家记账？怎么保证账本不被造假？
如果每一个人都能记账，那每个区块里包含的交易和交易顺序可能都不一样，如果有故意记假账的，那就更乱了。不可能得到一个大家都接受的账本。
所以，记账的人得让所有人都接受，这样大家的账本才能统一。这也被称为共识机制。
今天各种区块链有各种不同的共识机制，而中本聪的方案是做题。谁先把答案算出来，谁就有权利记账。这一机制被称为 PoW : Proof-of-Work，工作量证明。
工作量证明的本质是穷举，你的设备算力越强，算出答案的可能性就越高。
为了做到这一点，需要用到哈希加密。
以 SHA256 算法为例，任何一串字符用它加密后都能得到一串独一无二的 256 位二进制数。而原输入只要有任何一点轻微改动，哈希加密后的数字都会完全不同。
打开一个区块，我们能看到记录在这个区块里的交易数量、交易详情，区块头等信息。
区块头是一个区块的标签，包含了时间戳、默尔克树树根哈希值、随机数和上一个区块的哈希值等信息，而把区块头做二次 SHA256 计算，就能得到这个区块的哈希值。
想要记账，就得把区块里的各种信息打包好，再修改区块头里的这个随机数，让输入值能够在哈希计算后得到一个前 n 个数都是 0 的哈希值。
其实每一位数也就两种可能：1 和 0，所以每改变一次随机数的成功概率就是 2 的 n 次方分之一。比如n 是 1，也就是只要第一个数是 0 就行，那那成功率就是 2 分之 1。
而网络里参与计算的算力越强，要算的 0 就越多，工作量证明的难度也越大。
今天比特币网络里的 n 大概是 76，那成功率就是 2 的 76 次方分之一，差不多是 755 万亿亿分之一。
用一块 8000 元的 RTX 2080Ti 显卡大概要算 1407 年。
要算对确实不容易，但只要你算出来了，所有人就可以在瞬间验证你算没算对。如果确实没问题，大家就会把这个区块连接到账本上，开始打包计算下一个区块。
这样，网络里的所有人就都有一份相同且实时更新的账本了。
而为了让大家有动力做题记账，第一个完成区块打包的节点会获得系统奖励，现在是 12.5 个比特币，差不多是 60 万人民币。这个过程，也被称为挖矿。
另一方面，为了防止账本被篡改，每一个新加入的区块都需要在区块头里记录上一个区块的哈希值，也被称为哈希指针。这样一个不断向前的指针最终会指向第一个创始区块，把所有的区块紧紧链在一起。
如果你修改任何一个区块里的任何一个字符，都会改变这个区块的哈希值，让下一个区块的哈希指针失效。
所以你必须修改下一个区块的哈希指针，但这又会影响这个区块的哈希值，所以还需要重新计算随机数，完成计算后，还得接着修改这个区块的下一个区块，直到修改完这个区块后的所有区块。非常麻烦。
这样，即使记账人想记造假也是做不到的。因为有电子签名，记账者不能伪造别人给自己的转账，又因为历史账本的存在，也不能凭空变一笔钱出来。
但这就引出了一个新的问题：如果两个人同时完成了计算，打包出了一个新区块，那该听谁的？
答案是谁长听谁的，现在所有人都可以在这两个区块后面接着打包。比如下一轮最先完成计算的的哥们选择接在 B 上，那么 B 链就更长了，其他人也会更愿意接在 B 后面。
打包 6 块之内一般就能分出胜负，被废弃的链上交易会被撤回，重新放到交易池等待打包。
但既然是谁最长听谁的，只要你比大家都能算，算力大于 51% ，就能自己一个人算出最长链，进而控制账本。
所以比特币世界里的矿工算力越强，大家要算的 0 就越多，保证谁都不能控制记账权。
但参与者不多的其他区块链就不好说了，比如 2018 年 5 月 15 日，一个叫比特黄金的数字货币就遭遇了 51% 攻击。
攻击者先是把自己的价值 1000 万美金的比特黄金转给交易所，这笔转账被记录在区块 A 上。同时，攻击者秘密准备了一个这笔转账没有发生的区块 B，并在区块 B 之后计算新的区块。
等 A 链上的转账确认后，攻击者就可以把在交易所的比特黄金提现。但因为攻击者的算力大于全网 51%，B 链的长度终将大于 A 链，这时只要向全网发布更长的 B 链，历史就会被改写。B 链会替代 A 链成为真正主链，而区块 A 里转给交易所转账也会被撤回，攻击者白赚 1000 万。
今天，对于没有算力的普通人，获得数字货币最简单的方式就是去交易所购买，再提现到钱包地址。
这个地址来自你的私钥，私钥加密后会得到公钥，公钥加密后会得地址。
在区块链这样的匿名网络里，只有私钥才能证明你是你，只要转账时附上你私钥生成的电子签名，大家就能确认这笔转账有效。所以如果私钥泄露，谁都可以冒充你把钱转走。
比如 2013 年一位叫 Adam 的男士就在电视直播里收到了相当于今天 1500 元的比特币。开心的向镜头展示私钥后，这笔钱就被当场偷走了。
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