比特幣、區塊鏈 到底是什麼鬼？
作者 | 丹華
文章來源Gitchat，CSDN獨家合作釋出，點選「閱讀原文」檢視交流實錄
專場前言
在全球範圍內，比特幣和區塊鏈已經成為熱潮，有圖為證：
當前區塊鏈行業的現狀和矛盾是什麼？
簡單說，現狀是冰火兩重天。火的一面是，接受並理解區塊鏈的一幫人（姑且稱為圈內人），正熱火朝天滴向各種行業應用和技術難題進軍，融資規模不斷重新整理（當然這裡面魚龍混雜，後面細說）。
冰的一面是，大部分人，包括廣大IT人，對區塊鏈認知比較模糊，態度也比較冷淡，質疑和誤解的人佔了大多數。知識的擴散出現了嚴重的斷層。
冰火兩重天的背後有多重原因：
第一是因為區塊鏈本身有技術壁壘和理念壁壘，完全理解、真正認同，需要較長的時間。
第二，價格波動和投機吸引了圈內人大部分精力，對技術和應用的關注被削弱。在大牛市面前，忙於賺錢的人們沒有太多動力去宣傳推廣。
基於以上考慮，本專題將分享自己幾年來對區塊鏈的思考和看法，加速知識擴散，激發關注和創新。我們相信區塊鏈終將顛覆這個世界。
專題著眼點有兩個，第一投資，第二創業。
換句話說，專題結束時讀者的期望收穫應是：
第一，如果我想投資數字貨幣和區塊鏈，如何判斷投資價值，如何思考和分析。
第二，如果我要創業，哪些方向值得嘗試。
這也是我們標題取為「為什麼比特幣可以拯救程式猿」的原因。說的更直白點，程式猿至少有四大理由應該關注區塊鏈：
- 只有程式猿能夠深入到程式碼層。
- 與其他人相比，程式設計師們對區塊鏈理解更深刻，投資更可能成功。
- 區塊鏈能釋放出巨大的、無法想象的創新空間。如果你有創業衝動，又有好點子，快來改變世界吧。
- 巨大的認知快感：還能這麼玩啊，為啥我沒有想到。
強烈建議大家研究區塊鏈，積極地投資或創業，機會實在是太多，不論是金錢上的還是事業上的。
你們擁有巨大的優勢，面臨巨大的機遇。真心羨慕你們，作為一個程式碼白痴，丹華只能為大家搖旗吶喊，期待未來能在各位的獨角獸公司裡謀個一官半職。
比特幣和區塊鏈基礎
本場 chat 是系列第一場，介紹比特幣、區塊鏈和數字貨幣的基礎知識。比特幣和區塊鏈是技術進步的產物，本身有一定的技術門檻。本節將採用簡單易懂的方式介紹基本原理，為後續的話題深入做準備。具體包括：
- 開場: 減半發行是個什麼鬼？
- 比特幣的基本結構。
- 為什麼比特幣這麼牛？
- 挖礦與礦池格局。
- 為什麼區塊鏈不可更改？
- 智慧合約。
- 幣眾籌ICO。
減半發行是個什麼鬼
以一個高中數學題開場。
假設有一個數列，第一個數字是1，第二個數字是0.5，第三個是0.25，每一項是前一項的一半，無窮列下去。問數列的總和是多少？
簡單心算下，結果是2。數列總和是第一項的2倍。比特幣總髮行量是2100萬個，來源就在這裡。
2018年高考數學壓軸題
比特幣軟體設定：每10分鐘產生一個區塊，初始四年裡，礦工每發現一個新區塊的獎勵（新發行幣）為50個比特幣，以後區塊獎勵每四年減半（或準確說是每隔210,000個塊），即後續四年每一個區塊新發行25個比特幣，再過四年一個區塊新發行12.5個比特幣，以此類推。
問：比特幣發行總量是多少？
解答：
第一個四年挖掘的比特幣總量為：A=506243654=10512000個。套上面公式，最終挖出來的比特幣總量就是第一個四年的2倍，2100萬個。當前已經進入第三個四年，也即是說，75%的比特幣已經被挖出來，在市場上流通。
當前的區塊獎勵是12.5個。換句話說，假設讀完本文需要20分鐘，則在這20分鐘裡，比特幣網路會產生2個區塊，對應新發行25個比特幣，合計約75萬元人民幣價值。全世界的礦工，在這20分鐘內，搶奪這75萬元的收益。
比特幣的誕生
比特幣的誕生要從2008年說起。
當時，全球深陷金融危機，人們普遍對大型金融機構失去了信心，甚至包括技術專家。有一個自稱為中本聰的匿名人士——我們現在還不知道他到底是誰——在網上公開了一篇論文，提出了比特幣的理論構想。
次年1月，比特幣軟體誕生，創世區塊被挖出，從此打開了數字貨幣創新的潘多拉盒子。
非常有意思的是，中本聰在創世區塊裡留下一句不可修改的話：
“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”
翻譯過來：2009年1月3日，泰晤士報頭條——財政大臣正處於對銀行實施第二輪緊急援助的邊緣）。
這句話，也許意味著中本聰對於傳統金融的嘲弄。
比特幣的設計本身，蘊含著無政府主義（去中心化）和技術理想主義（嚴格限定的區塊生成與新幣發行機制）的色彩。
整個體系透露出了對政府和金融機構強烈的不信任，也被激進人士解讀為對通脹型法幣的反抗和不信任。
所以，比特幣的內在是有價值觀偏好的。
比特幣的基本結構
比特幣的基本結構可以用以下9段話概述：
比特幣有三重含義：既代表比特幣網路，也指網路節點使用的比特幣軟體，也可以指網路中交易的數字貨幣單位（Token）。
比特幣網路是一個由若干節點組成的用以廣播交易資訊和資料區塊的P2P網路, 這個網路包括礦工、比特幣軟體、錢包、使用者、交易所等。
礦工指通過不斷重複雜湊運算來產生工作量證明的各網路節點。礦工主要負責驗證交易，並將交易打包成區塊，獲得區塊獎勵和交易手續費（也稱礦工費）作為回報。
比特幣軟體是系統的核心軟體，目前比特幣軟體的開發由Bitcoin Core團隊完成，也有一些競爭團隊。對核心軟體的改進協議被稱為BIP。
錢包指儲存比特幣地址和私鑰的軟體，可以用它來接受、傳送、儲存你的比特幣。使用者應保管好自己的錢包，防止丟失私鑰。
比特幣網路中，人們用比特幣地址來接收和管理比特幣，類似於郵件地址。地址看起來像一串亂碼，因為長這樣：19fJnPC4vsvXFkx77TB95GFLnMVKoTo45v，特徵是以阿拉伯數字“1”開頭。
處理交易是比特幣網路的核心功能。一筆交易是指把比特幣從一個地址轉到另一個地址。更精確地，一筆“交易”指一個經過簽名運算的、表達價值轉移的資料結構。每一筆“交易”都經過比特幣網路廣播和傳輸，由礦工節點收集並封包至區塊中，永久儲存在區塊鏈某處。
區塊和區塊鏈：一個區塊就是若干交易資料的集合，它會被標記上時間戳和之前一個區塊的獨特標記。區塊頭經過雜湊運算後會生成一份工作量證明，從而驗證區塊中的交易。有效的區塊經過全網路的共識後會被追加到主區塊鏈中。
比特幣代表了數十年的密碼學和分散式系統的巔峰之作，這是一個獨特而強大的組合，彙集了四個關鍵的創新點。包括：
- 一個去中心化的點對點網路（比特幣協議）
- 一個公共的交易賬簿（區塊鏈）
- 一個去中心化的數學的和確定性的貨幣發行（分散式挖礦）
- 一個去中心化的交易驗證系統（交易指令碼）
這四點緊密協作，形成了整個比特幣的軟體系統。
交易所是指提供數字貨幣與法幣兌換平臺的公司，是比特幣生態系統的重要環節。交易所本身與比特幣網路無關，可以將交易所理解為比特幣網路的企業使用者。目前多數使用者買賣比特幣是通過交易所來完成的（也可以選擇線下交易）。目前全球有幾千家交易所公司，國內也有幾十家，均為小型創業公司，規模不一。
為什麼比特幣這麼牛？
為什麼說比特幣的設計很牛逼呢？解釋一下你就懂了。
當前網際網路主要是資訊傳遞，從早期的公告板到現在的微信Facebook，已經能實現全世界任意兩點可以非常便捷地傳遞資訊。
但是，任意兩點的轉賬現在還無法實現。國內支付寶和微信支付實現全國範圍的自由轉賬，但是在全球範圍，依然需要依賴傳統金融體系。
比特幣的牛逼之處就在於，它第一次實現了任何人可以在任何地方將價值即時地（instantly）傳輸給地球上另外一個人，而不需要任何中介。人們稱以比特幣為代表的網際網路為“價值網際網路”，以區別於當前的所謂資訊網際網路。
比特幣採用P2P網路結構，極度扁平化，沒有中央權威，也沒有負責流通記賬的銀行體系。系統通過比特幣網路中的眾多節點（礦工）來管理交易、發行新貨幣。它是開源的、公開的、透明的，任何人都可以參與其中。沒有任何個人或單一實體能夠完全控制比特幣系統。
比特幣誕生後，人們被其設計上的簡潔優美和激發的無窮可能性震驚，開始瘋狂地投資或複製它，進而衍生出了無數的“仿製版本”，一般稱之為山寨幣。有些山寨幣是對比特幣的簡單模仿和引數修改，有些則具有顛覆性。
至此，數字貨幣行業正式出現在歷史舞臺上。
所謂數字貨幣，也稱加密貨幣，一般是指內含區塊鏈技術（Blockchain）的去中心化網路中的內生交易代幣。
典型的數字貨幣包括比特幣、以太坊、萊特幣等, 也包括一些分叉幣，比如以太坊經典、Bitcoin Cash（BCC）等。比特幣是其中第一個、也是最成功、市值規模最大的數字貨幣品種。
目前世界上一共有800多種數字貨幣，行業總市值達到1600億美元。如果要瀏覽目前所有的數字貨幣品種，推薦網站www.coinmarketcap.com。下圖列出了市值排序的前7大數字貨幣。
挖礦與礦池格局
龐大的去中心化網路中，有個人和企業節點，也有專門從事挖礦的礦工。他們擁有巨大的機房，這些機器負責驗證網路中發生的所有交易，並將其打包成一個個區塊（10分鐘一個），這些區塊通過hash演算法串聯成區塊鏈。
所有礦工彙集的龐大算力，實質上構成了對比特幣網路的一種物理保護。因為，要篡改網路資料或攻擊整個網路，需要付出巨大的算力成本。
又因為網路是去中心化的，區域性的癱瘓不影響全網執行。節點越多，算力越高，網路安全性越高。下圖顯示為比特幣誕生以來網路算力的變化趨勢圖。
礦工們做這些，當然不會免費。網路給礦工的回報是，挖出新區塊的礦工將得到區塊獎勵 Coinbase 和區塊中每筆交易固有的交易費。最早的區塊獎勵是50個比特幣，之後縮減到25個，當前是12.5個。
新幣發行數量雖然減少到四分之一，但價格翻了遠遠不止4倍，上千倍了，所以依然有無數人殺進來。比特幣算力和價格已經構成了正反饋環，算力競爭已經實質上變成了一場殘酷的軍備競賽。
目前的礦池格局基本穩定，主要由中國和美國的玩家組成，大礦池包括 antpool、btc.top、f2pool、btc.com、viabtc.com 等。如下圖所示：
為什麼區塊鏈不可更改？
人們經常說，區塊鏈的交易記錄是不可更改的，是可信的。為什麼？
理解這點需要引入一個概念：Hash演算法。Hash演算法有很多種，基本功能是：將任意長度的資料檔案轉換成一個唯一對應的固定長度字串。
你可以理解為，給任意一個檔案生成了一串固定長度的亂碼一樣的標籤。
這個演算法是不可逆的，就是說，你拿到這個標籤，無法反向推匯出原來的資料檔案。
如果資料檔案有一點點變動，比如加了個標點符號，那麼重新hash之後，新的標籤也與原標籤大不相同。
無法從新舊標籤的差異推測資料檔案發生了什麼變化。因此，通過標籤，可以很容易地驗證某個檔案在某個時刻是存在的，或者驗證兩個檔案是否相同。
正是這種不可逆性，決定了區塊鏈的不可更改性。每個區塊中，除了十分鐘內的轉賬交易資料之外，還有一個區塊頭。
區塊頭包含了對上一個區塊資料的 hash 值。這些 hash 層層巢狀，長度固定，最終將所有區塊串聯起來，形成區塊鏈。區塊鏈裡包含了自該鏈誕生以來發生的所有交易和所有新幣發行。
假如我是壞人，我要篡改一筆交易。交易包括髮送方和接收方，以及轉賬的數量。傳送方的比特幣可以一路追溯到最早新發行該幣的區塊。
傳送方擁有這些比特幣的合法性，是由該幣的原始發行區塊記錄和該幣有關的所有歷史交易記錄保證的。
因此，要篡改一筆交易，意味著它之後的所有 hash 和相關交易記錄全部要篡改一遍，這需要的算力和難度極高，成功概率為零。
所以有所謂6個確認的問題。一筆交易被打包成區塊後，再串接6個區塊，這個交易才是基本無法更改的。可以類比排隊。
如果所有人都認可最長的隊伍是合法的隊伍，那麼你排上之後，最關心的應該是：有多少人排在你後面。因為，排在你後面的人越多，你的合法利益越穩固。
新聞上經常用鐵索鏈條圖片來展示區塊鏈，嚴格來說，這是不準確的。鐵鏈或者項鍊，結構都是線性的。
去掉其中一環，整個鏈條損失不大。區塊鏈的結構不是這樣，因為有 hash 演算法，咬合的更加堅固，無法改動一點而不傷及其他。這就是區塊鏈不可更改特性的源泉。
區塊鏈的應用前景
理解了這些，再對照傳統的金融系統，就知道：為啥區塊鏈初聽起來這麼古怪難以理解，但是一旦理解之後，就會立馬驚呼：臥槽，這才是未來，這才是金融的未來。什麼P2P借貸、網際網路金融，都是渣渣中的渣渣。
首先，數字貨幣有純正的網際網路基因。當前的各種網際網路金融嘗試，大多依附於傳統金融體系，變革不夠徹底，先天不足。
其次，它首次實現“技術驅動金融”。傳統金融裡，技術由IT部門負責，業務部門提需求，IT負責實施。比特幣不同，它由技術天才制定了一套完整的遊戲規則，主導了系統的執行和發展。這是基本正規化的巨大轉變。
這一點的後果就是，未來的金融創新是由金融思維的技術天才主導，銀行家們只能乾瞪眼。
第三，作為貨幣形式，與黃金和紙幣相比，它有一系列的優勢：體積小，稀缺性高，價值大，容易分割，質量均勻，不會腐爛變質，便於攜帶，難以偽造，透明度高，可追溯可審計，去中心化（發行流通結算簿記等內生地整合在一起），低門檻（任何人可以接入），低成本，無國界，可程式設計性。當然了，缺點也是很明顯的，比如交易不可撤回，耗電，幣值不穩定等。
第四，去中心化的區塊鏈本質上是一個永不停息的機器，這開啟了大規模、分散式協作的典範。利用這種模式，我們可以做很多之前無法想象的事情。
未來在區塊鏈的驅動下，我們不再侷限於一種職一個公司，隨時可以參與到自己感興趣的專案中去（即使它遠在地球另一端），貢獻自己的力量，並獲得對應回報。
第五，比特幣將釋放一個更大的世界。且讓我們拾級而上。
如果將比特幣理解為貨幣和支付網路，從人類早期的以物易物，到貝殼、金屬貨幣、黃金白銀、紙幣，到現在的無現金網路（支付寶等），到比特幣為代表的數字貨幣，你會發現，這是一個自然的升級過程：貨幣一步步虛擬化，一步步脫離我們對於實物和實體的信任。
金融系統變得越來越無信任、自我信任。比特幣只不過是將最本質、最不可缺的因素抽象出來了，剝離了物理和人的因素。
認為比特幣沒有價值的人，多數是沉溺在“實物信任”和“實體信任”的固有框架中，沒有意識到，在貨幣演化的漫長曆史中，人們對於實物和實體固有的信任成分越來越弱。
之前我們信任黃金，信任國王/皇帝，後來我們信任美元（美元上刻有In God we Trust），信任政府和銀行。未來，我們將徹底脫離了金融中介，信任區塊鏈，信任數學和程式碼。
讓我們抽象一點。
比特幣網路的核心是處理交易，而且是最簡單的交易。能不能擴充套件一下，做一些複雜的交易呢？比如債券、股票、房地產、任何其他資產和權利？
當然可以。
瞭解固定收益業務的朋友，都會對債券交易（多市場、多環節等）心生恐懼，一個環節出問題就能讓你生不如死。
買過房子的人，也都能體會房產交易的痛苦。假如產權證書都是電子化的，交易各方採用多重簽名，交易流程將大大簡化。
還有證券、保險這些業務，都可以嘗試區塊鏈。具體的應用模式我們將在後續文章中深入討論。
類似的還有智慧財產權（IP）市場。聽音樂、看視訊，都可以做成一次交易，即使交易額度很小。由於數字貨幣可以無限細分，因此天然滴適合小額交易。可以想象，這將釋放海量的長尾市場。
智慧合約
這些交易還是太簡單，能不能再抽象一點呢？
最複雜最抽象的交易是什麼？
是合同。
合同代表了不信任或者弱信任的雙方做交易的標準形式。人們之所以信任合同、尊重合同，因為背後的機制是法律、律師、法庭、文化和道德感。技術天才們已經雄心勃勃，要把合同——這一最複雜的交易形式，也搬到區塊鏈上。
這就是所謂智慧合約 smart contract，以程式設計和自動執行的方式來執行合約，實踐“程式碼即法律”的理念，完全杜絕了合同執行中的認定不同、扯皮推諉和訴訟的情況。
牛逼閃閃的以太坊，就是立志成為一個通用的、圖靈完備的智慧合約平臺。其內生代幣以太幣，成為執行智慧合約的“燃料”。礦工每執行一步智慧合約的程式碼，需要獲得一定的以太幣作為激勵。
這個角度上說，智慧合約的抽象層次更高，所以市場前景更大。
數字貨幣和區塊鏈，不僅僅是個軟體發明，更是社會基本模式的轉變。它的擴散和演化可能深刻地改變世界執行的方式，甚至人類社會的理念-共同想象（共識）。
幣眾籌ICO
首次代幣發行（Initial Coin Offering， ICO），類似於股票上市的 IPO。 ICO 是一種眾籌方式，你給我錢（人民幣、比特幣、以太幣等），我給你一定比例的專案代幣。它是法律監管之外的、不依賴主流融資渠道的草根融資形式，今年持續火爆。
投資者拿到的代幣是什麼性質，具體取決於專案本身的設定。多數代幣是針對某一區塊鏈專案，該代幣是鏈上的流通資產。
專案團隊利用該鏈實現某些特定的應用，激勵更多的參與者購買、使用、交易這些代幣，實現代幣的升值和貨幣化。也有一些代幣，本身規定了專案的收益權、分紅權、投票權（類似股票）。
跟 IPO 不同的是，IPO 都是成熟公司，而 ICO 往往本身就是一個初步想法（用白皮書披露），一個團隊，就可以公開宣稱自己開始 ICO。所以，ICO 融資對應於股權投資中的種子輪融資，非常早期，風險也較大。
ICO 不像 IPO 有股權和所有權特徵，多數投資者看中的是上市後的增值，類似於打新股獲得的一二級市場差價和炒作價值。IPO 的要求很高，流程很慢，而 ICO 沒有任何門檻，速度很快，容易跨國境，適合小專案和全球專案。
ICO 的缺陷也很明顯，資訊披露、反洗錢、投資者保護、投資者適當性管理也嚴重不到位。
最早的 ICO 是在2013年，萬事達幣，募集了5000多個比特幣，最後失敗了。最成功的 ICO’ 是以太坊，當時募集了 1800萬美元的比特幣，現在以太坊市值 270億美元。
2017年是 ICO 爆發的元年，誕生了無數的過億專案，幣值上漲有幾倍幾十倍幾百倍的都有。國內截止到7月中旬，有大概26億元的 ICO 專案。
大多數專案，在ICO結束後，會尋求讓新的專案代幣到某個交易平臺上線交易，就是能夠兌換法幣。這就相當於二級市場。
如何判斷一個 ICO 專案好不好？
答案——基本靠猜。因為你能拿到的資訊非常有限。實在要評估，就按照VC的思路來，看看專案團隊靠不靠譜，看看專案內容是不是合乎邏輯，等等。
當然並不是所有專案都能找到交易所，順利賣掉。如果不能在交易所上市，只能私下交易。
ICO 當然面臨著法律監管的風險，一旦政府宣佈 ICO 非法，代幣價格將可能暴跌，市場熱度也會迅速下降。另外，目前 ICO 市場魚龍混雜，必然有很多詐騙、圈錢的專案，甚至圈錢跑路的專案。
因此，專案團隊跑路也是不得不防的。在我們成文的這幾天，中國已經開始對ICO實施監管，一些平臺和會議被叫停，有新聞稱ICO涉嫌非法集資。
還有一個風險，ICO 平臺風險。撮合方也有可能倒閉或者跑路，或者遭遇法律風險。
美國 SEC 已經就 ICO 的風險發出數次警告，認為 “ICO”和“Token Sales”(代幣銷售)依然受到聯邦證券法律的監管。隨後，交易所 Bitfinex 宣佈將不再為美國投資者提供該交易平臺上線的部分 ICO 代幣，同時還將對其他相關服務進行整改。
8月24日，國務院法制辦發文稱，由中國銀監會起草的《處置非法集資條例》在中國政府法制資訊網公開徵求意見。
8月30日晚間,中國網際網路金融協會發布《關於防範各類以 ICO 名義吸收投資相關風險的提示》(以下簡稱”風險提示”)，稱部分機構以 ICO 為名義從事融資活動，相關金融活動未獲得任何許可，其中涉嫌詐騙、非法證券、非法集資等行為，提醒廣大投資人提高警惕，謹慎的對待，自行承擔投資風險。
相信，未來對於 ICO 的監管政策一定會出臺，是一刀切，還是沙盒，還是寬鬆的備案制，拭目以待。（ 全文完）
