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一文看懂比特幣和區塊鏈

最近的比特幣病毒事件,使的比特幣,區塊鏈技術再次受到人們的廣泛關注。有人把它比做早期的網際網路技術,區塊鏈技術誕生於比特幣。本文簡單介紹比特幣及比特幣的底層技術區塊鏈,分析區塊鏈技術的特點及應用場景。 什麼是比特幣 特幣的概念最初由中本聰在2009年提出,根據中本聰的思路設計釋出的開源軟體以及建構其上的P2P網路構成比特幣系...區塊鏈技術最近受到廣泛關注,有人把它比做早期的網際網路技術,區塊鏈技術誕生於比特幣。本文簡單介紹比特幣及比特幣的底層技術區塊鏈,分析區塊鏈技術的特點及應用場景。

什麼是比特幣

特幣的概念最初由中本聰在2009年提出,根據中本聰的思路設計釋出的開源軟體以及建構其上的P2P網路構成比特幣系統,比特幣的底層技術是區塊鏈。比特幣是一種P2P形式的數字貨幣。但數量有限、上限是2100萬,目前已經挖出1500萬個左右。所以比特幣本質上類似黃金,總的數量有限,每年新增的數量很少,挖取的難度不斷加大,全世界不同國家的人都認可接受(當然現在比特幣的認可程度比黃金要差很多),沒有人可以完全控制它。

史上最貴的比薩餅

2010年5月21日,一位暱稱為laszlo的人在論壇上發帖,想出售10000比特幣,要價50美元。但是,沒有人買。不過,有人表示,願意用價值25美元的比薩餅優惠券換這10000比特幣。Laszlo答應了。也就是說,按25美元或者150元人民幣的折算,當時比特幣的匯率比價大約是1比特幣=1.5分錢人民幣。而現在的比特幣是1比特幣=3850人民幣,6年時間漲了25萬6千倍。人類的金融、貨幣和商品史上,從來沒有上演過如此瘋狂的傳奇。比特幣的價格波動比較厲害,如下圖,目前整個比特幣的價值也就兩千多億人民幣,現在投資比特幣的最大風險是,交易所經常被黑客攻擊,比特幣被盜取。

比特幣及區塊鏈技術的發展歷程

如下圖所示,值的一提的是,2013年4月,歐盟和德國打著反洗錢的幌子,通過對存款人增稅的方式來應對塞普勒斯的債務危機。塞普勒斯的儲戶人人自危,比特幣作為去中心化和超主權的網路貨幣得到了歐洲避險資金的青睞,短短几天從30多美元飆漲到265美元。引發全世界媒體的廣泛報道,比特幣開始為世人所知,同時比特幣也擁有了類似黃金一樣的避險功能。比特幣的交易方式

只要有一個比特幣地址,就可以接收比特幣,比特幣地址類似銀行卡號,比特幣金鑰類似銀行卡密碼,比特幣錢包類似電子銀行的客戶端。

比特幣錢包 –電子銀行的客戶端比特幣地址銀行卡號比特幣金鑰銀行卡密什麼是區塊鏈技術

對於傳統的電子貨幣,交易記錄儲存在銀行中,但是由於比特幣是基於P2P網路的,是去中心化的,所以需要所有使用者共同維護一個全球統一的交易記錄,並將資料儲存在每個客戶端中。 如何維護一個全球統一的交易記錄,這就要用到區塊鏈技術。如下圖所示:用交易單儲存交易記錄,過去10分鐘,全網所有新產生的交易單儲存在一個新的區塊中,所有的區塊串聯起來形成區塊鏈。所以區塊鏈相當於一本分散式的賬本。全網中的每個節點共同參與維護這個賬本。每10分鐘產生一個新區塊,並同步更新到全網中的所以節點。全網確認後,就無法更改。

所有的區塊以雙向連結串列的方式連結起來,且每個區塊都會儲存其上一個區塊的Hash值(這樣區塊之間的順序一旦確定就無法更改)。如果修改替換某個區塊,則依據它算出來的雜湊值就會不同,又必須修改下一個區塊……最終必須把它後面的所有區塊都改一遍,這太難了。區塊鏈全網唯一,每個節點都有相同的備份。區塊鏈一旦有更新則全網通知。什麼是挖礦

為鼓勵大家參與維護比特幣區塊的建立,每個新增的區塊中包含有一定數量的比特幣,這些比特幣歸產生該區塊的人所有。比特幣協議規定:第0個 – 第21萬個Block,每個Block裡有50個比特幣,第21萬-第42萬個Block,每個Block裡有25個比特幣,依次遞減,最後比特幣全網中只會有2100萬個比特幣. 如下圖所示,節點嘗試尋找一個隨機數(又稱“幸運數”),使得將最後一個區塊的hash值、當前世界中尚未被加入到任何區塊的交易單、隨機數三部分組織起來送入SHA256演算法計算出雜湊值X(256位),如果X滿足一定條件(比如前20位均為0),那麼該節點初步獲得建立Block的權利。所以挖礦過程,就是不斷尋找隨機數的過程。通常需要反覆嘗試上億次才能成功找到一個滿足條件的隨機數。為了爭奪區塊製造權,人們最初用CPU,後來發現用顯示卡更有效率,再後來發明了更先進的ASIC(專用積體電路),並且持續的改進它。這種現象被稱為“算力軍備競賽”,使得系統算力持續飆升,早已超過全球最快的500臺超級電腦算力之和。系統更強大更安全,但是成本也在同步飆升。礦工越來越多,一個礦工挖到一個塊需要很長時間,收入不穩定。於是出現了若干礦池,礦工們把自己的算力加入到礦池中聯合挖礦。礦池挖到區塊,扣除礦池管理成本後,把收益按貢獻的算力比例分配給礦工。圍繞專門晶片的研發,礦機的生產,寬池的組織,以及比特幣的交易以及形成一個完整的產業鏈。前不及,上市公司魯億通宣佈花費30多億收購靠生產挖比特幣晶片的嘉楠耘智,可見這個產業鏈上面的公司還是很值錢的。

區塊鏈技術解決什麼問題

如果說網際網路技術解決了人類的資訊獲取問題,那邊區塊鏈技術則解決了人類之間的信任問題。傳統人與與人之間的交易,一般都通過一個權威的中心進行,如通過銀行轉賬,通過中介,政府的介入才能進行房屋買賣。而區塊鏈讓全網所有的節點共同維護一個賬本,每個節點都有一份賬本,交易記錄一旦確定就無法修改等特點保證了交易記錄的真實可靠,無法篡改。所以陌生人之間可以基於區塊鏈技術直接進行各種交易,並保證交易的真實可靠和完全可信。

區塊鏈技術的應用情況在金融領域已經有大量的應用

R3聯盟,這是一個由42大全球金融機構(包括花旗集團和高盛)支援建立的使用區塊鏈技術的交易平臺; 2016年5月,中國平安成國內首家加入R3區塊鏈聯盟的企業。納斯達克等交易所使用區塊鏈技術來開發股票上市系統;澳大利亞股票交易所(ASX)選擇使用比特幣背後的區塊鏈技術,作為其清算和結算系統的替代品。支付網路和服務提供商使用區塊鏈來開發P2P轉賬平臺;Everledger,使用區塊鏈技術來協助跟蹤保險欺詐。除了金融領域,區塊鏈技術在其他領域也已經有大量的應用,如合同和協議、智慧財產權,防偽,博彩,物聯網等,並有大量的風投進入。

區塊鏈領域的風投在迅速增長,2015年已接近4億美金區塊鏈領域不僅誕生了大量的初創公司,很多大公司也在關注並進入區塊鏈領域。下面簡單介紹下IBM和微軟在區塊鏈領域的情況

IBM在區塊鏈領域的情況IBM的超級賬本專案

–   IBM 的 Linux 基金會推出了“開放賬本專案”(Open Ledger Project, 現在改名為:超級賬本專案 hyperledger Project),通過開源,實現區塊鏈的巨大潛力。埃森哲,澳新銀行,思科,第一信貸,德意志交易所,DAH 數字資產控股,DTCC,富士通,IC3,英特爾,摩根大通,倫敦證券交易所集團, 三菱 UFJ 金融集團,R3,State     Street,SWIFT,VMware和富國銀行加入了該計劃。

–   不是專門某一項區塊鏈技術的應用,而是一個區塊鏈的平臺。廣大的區塊鏈相關從業者、創業者、技術發燒友,都可以在這個平臺上找到自己的舞臺。 

IBM在區塊鏈領域的其他產品和投入

–   開發者可以在IBM雲Bluemix上利用DevOps工具建立、部署和監視區塊鏈應用。–   除了雲服務和物聯網,IBM還開放了位於倫敦、紐約、新加坡和東京,被稱為“公開室”的辦公室。開發者們可以和IBM的區塊鏈專家們一起開發商業應用。

–   目前已經有多家大公司在與IBM一起合作進行這方面的探索,包括芬蘭的一家航運公司、倫敦股票交易所、日本股票交易所以及荷蘭銀行等。

–   IBM和高盛等以6000萬美元投資了區塊鏈技術公司Digital Asset Holdings。

國內情況–   IBM和國內區塊鏈領域的首家合作伙伴鑫苑地產、清華五道口金融學院進行跨界合作,打造房易信房產數字化平臺。

–   房易信房產數字化平臺,通過房產評估標準化和數字化分割,盤活百萬億地產存量市場,促進消費和投融資。

–   已進入內測階段,目前已與工商銀行共享全球領先的企業、個人信用黑名單系統,並與業內知名的P2P平臺開展合作。

微軟在區塊鏈領域的情況微軟的區塊鏈即服務(BaaS

–   自2014微軟宣佈向區塊鏈領域開放Azure雲端計算平臺以來,其合作伙伴源源不斷。微軟的區塊鏈即服務(BaaS)解決方案是作為一種“沙盒”,其合作伙伴可以在微軟提供的這個低風險環境中互動不同的技術,從智慧合同到基於區塊鏈的納稅申報服務。

–   BaaS目前的成員包括:ConsenSys,瑞波(Ripple),Eris Industries,CoinPrism,公正通(Factom),BitPay,Manifold Technology,LibraTax和Emercoin。最近又添加了Multichain和Netki。

–   微軟在2014年11月聯合紐約初創公司ConsenSys推出基於雲的區塊鏈技術平臺。該平臺旨在幫助金融機構簡易地、廉價地體驗被廣泛用於比特幣等數字貨幣後的加密技術。

–   2015年11月,微軟和ConsenSys合作建立了Ethereum區塊鏈技術服務,並將其作為微軟Azure服務的一部分(EBaaS)。該服務旨在為企業客戶、合作伙伴和開發人員提供分散式總賬技術試驗,提供給他們“通過單擊,便可獲得基於雲開發區塊鏈環境。”

國內情況

中國領先的區塊鏈技術公司Onchain與微軟達成合作。

–   Onchain開發的標誌性專案小蟻,是一個用於登記數字資產的區塊鏈底層協議。Onchain另一重要業務是企業級區塊鏈解決方案,向企業使用者提供聯盟鏈、私有鏈的開發、部署、運維服務。

–   小蟻與微軟的合作包含用vs開發、在微軟雲部署小蟻、在office內嵌入小蟻電子合同功能、利用認知服務更好的在法律上做一些認定等多項具體合作內容。

比特幣及區塊鏈在國內的情況:2016年2月3日,中關村區塊鏈產業聯盟成立,搭建橫跨大學、科研院所以及企業之間的合作交流平臺,組織國內外區塊鏈產、學、研開展合作,致力於解決會員單位在發展中遇到的技術攻關、智慧財產權保護、產業化等問題,打造完整的區塊鏈產業鏈。

2016年5月,中國平安成國內首家加入R3區塊鏈聯盟的企業。中國的比特幣交易量佔全球總交易量的60%。每天的中國的交易額有幾十億人民幣,遠大於新三板的成交量

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