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比特币是什么? 万字长文深度科普比特币、加密货币、区块链

沃伦2021-03-27 21:01:00

关于比特币,多数人都知道其暴涨暴跌的故事,但鲜有人知道其背后的机理。网上比特币的资料如汗牛充栋,但良莠不齐,许多人为了博眼球发表一些偏激甚至错误的观点,误导吃瓜群众。沃伦作为比特币的参与者,有必要向大家阐述比特币的运作机制,客观公正地解读比特币的优势及劣势,帮助各位正确的认识比特币。

比特币(全称bitcoin,简称BTC)诞生于2009年,是首个基于密码学的数字货币。比特币出现以后,区块链概念随之产生,并由此产生了一个高达万亿市值的加密货币产业链。中本聪一手缔造了比特币,在比特币逐渐被世人接受时又悄然归隐,目前,比特币已经不仅仅是一个涵盖全球数百万用户的稳定支付系统,更是一种对冲金融风险的工具。

比特币诞生背景

2008年,资本市场处于一场由美国次贷危机引发的金融危机中。最初,花旗银行和美林证券开始出现坏账,此后,凯雷集团也开始出现违约,紧接着,有着160多年历史的国际投行雷曼兄弟轰然倒塌,随后金融危机迅速席卷全球。

金融危机发生后,失业人数大幅增加,投资者损失惨重,据相关估计,平均每个美国家庭损失高达10万美元。

金融危机发生后,有人提出一个构想,能不能打造一个独立的货币体系,以应对法币世界的金融风险?

基于这一理念,2008年底,中本聪发表了一篇论文《比特币:一种点对点的现金系统》,文中提出了比特币这个现金系统的运作机理,并在数学上证明了其安全性。他在论文中写道,现行的金融系统受制于“中心化机构的信任模式”,无法实现不可逆交易,而且因为金融中介的存在,会增加交易成本。从这里可以看出,中本聪的目的是设计一个非中心化的支付系统。

2009年,中本聪在芬兰的一台服务器上启动了比特币系统代码,并挖出第一个区块,史称创世区块。他在区块上写下了当天《泰晤士报》的头版标题,“2009年1月3日,财政大臣处于第二次援助银行的边缘”。


比特币创世区块,来源:币小宝行情

中本聪简简单单的一句话,却暗示了加密朋克对资本主义的愤怒与嘲讽。金融危机发生后,全球许多政府通过大量印钞以拯救金融机构,其本质都是劫贫济富。中本聪就是要打造一个不受制于政府、不会出现恶性通货膨胀的货币模型,从而真正保护私人财产。

数十年之后,比特币成为享誉全球的大类资产,受到不少知名人士以及机构的追捧,整个比特币系统运行十分完美,未出现任何安全问题。比特币价格也从最初的几美分,上涨至6万美元历史高点,十年累计涨幅高达数百万倍,成为人类历史上回报率最高的投资品种。


比特币价格,来源:币小宝行情

作为比特币的缔造者,中本聪在比特币逐渐被大众接受时,悄然归隐,事了拂衣去,深藏功与名,其真实身份也成了加密世界的一个未解之谜。

目的

比特币的目的只有一个:解决法定货币恶性通胀的问题,保护私人财产。要理解这一点,沃伦首先科普一下通货膨胀的概念。

通货膨胀,基本含义指的是货币流通数量的增加,但同时也指整体物价水平的持续性上涨。比如说,有一个小村庄,只生产土豆,今年产出1000个土豆,总货币流通量是1000美元,此时土豆价格为1美元。第二年,土豆产出增加至2000个,此时如果不增加货币流通量,土豆价格就会下跌,不利于发展,理论上货币流通量也应该增加至2000美元,但村长觉得,应该多印点钱,一口气增加至3000美元,此时土豆均价变成1.5美元,与市场需求相比,增加了1000美元,导致土豆价格上涨了50%,这就是通货膨胀。

温和的通货膨胀有利于经济发展,一般为百分之几。但如果是高达50%以上的恶性通货膨胀,则是一种赤裸裸的剥削。我们来思考一下,在上面的案例中,恶性通货膨胀发生后,最吃亏和最受益的是谁?

最吃亏的是持有货币的人。假设最初沃伦持有100美元,按照价格计算,可以买到100个土豆。而第二年呢,只能买50个土豆,货币购买力下降了。

最受益的是欠钱的人。假设沃伦欠村长100美元,最开始这些钱可以买到100个土豆,而我第二年还钱的时候这些钱只值50个土豆,对于沃伦来说,相当与赚了50个土豆。

这两种角色就是2008年金融危机市场两类主体的缩影。银行受到金融危机破产,是欠钱的人,政府为了补贴银行,大肆印发货币,货币贬值对银行来说没啥影响,而对于普通民众来说,手中货币的购买力大幅下降了,因此,恶性货币超发本质上就是一个劫富济贫的手段。

那么,比特币能否实现保护私人财产的目的?

比特币发行总量为2100万枚,这一机制是写在代码中的,代码运行在区块链上,永远无法更改。因此在比特币系统中,不会出现恶性通胀。但是,目前比特币总流通量约为1860万枚(数据来源:币小宝行情),剩余300万枚目前尚未挖出,目前平均每年新增32万枚比特币,若按流通量计算,这个通胀比例约为1.8%,与法币相比,这一比例非常低。

正如上面的案例中提到的,货币超发会导致商品价格上涨,比特币过去数十年的上涨一部分来自于投机炒作,另一部分来自于货币超发。

区块结构详解

在了解挖矿机制之前我们首先来了解一下区块链结构。

区块链,由一个一个区块相互链接而成。整个区块链就像一个账本,每一页就像一个区块,上面记录了比特币的转账记录。


区块链结构示意图,来源:币小宝行情

区块是区块链的基本单元,就像账本的页码,每一个区块都有唯一的身份标识符——哈希值。

区块由区块头和区块体构成,前后链接的分别是父区块和子区块。区块头包含父区块哈希值、版本、时间戳、难度、随机数、默克尔根等参数,区块体包括当前区块经过验证的、 区块创建过程中生成的所有交易记录。


区块结构示意图,来源:币小宝行情

这里我们重点解释一个概念:父哈希值。父哈希值指的是上一个区块的哈希值,这个数据怎么来的呢?

对区块头的数据进行哈希运算,便会生成一个哈希值,区块头中任何数据的改变都会导致哈希值的改变。而区块头的数据包括父区块哈希、随机数等值,因此每一个区块哈希值都不相同,在区块链系统中是独一无二的标志。当前区块中并不会储存自身的哈希值,只储存它的父哈希值,当前区块的哈希值存储在下一个子区块中,相当于子区块的父哈希。


区块哈希值与区块链示意图,来源:币小宝行情

由于每个区块都包含前一个区块的哈希值(父哈希),并且只有一个父哈希值,所以,每个区块通过他的父哈希可以一直追溯到创世区块。

这样的设计有什么用呢?

可以保证区块链的不可篡改性。由于当前区块包含父哈希值,一旦父哈希值发生变化,当前区块必然随之变化,否则无法链接到上一个区块。因此,如果想修改其中某一个区块,必须将后面所有区块链的信息全部修改,这需要耗费巨大的计算量,至少目前的计算机水平完全无法实现,这进一步确保了整个网络的安全性。

比特币挖矿机制

在比特币系统中,挖矿的本质是争夺记账权。在传统金融领域,银行负责记账,在比特币网络中,矿工负责记账。为了获得记账权,需要进行大量计算,求解数学难题。

比特币系统的这道题实际上是求解下一个区块的哈希值。这道数学题是一个非常复杂的方程,不能通过固定公式求解,只能通过计算机一个一个试,俗称枚举法。显然,试的次数越多,算出来的概率也越大,这便是工作量证明。

尽管计算过程复杂,但是验证结果很简单,仅需根据结果代入方程即可,对于计算机而言,几乎瞬间可以完成。

因此,一旦有人率先算出来题目答案,其他人可以快速地进行验证,验证无误后,奖励便会发给他。

但同时有一个问题:有人偷看了别人的答案怎么办?

解决这个问题也很容易,只需要每个人的方程不一样即可,这样即使有人偷看了别人的答案,但因为方程不一样,也无法通过验证,这样就保证了每个人确实做了一定的工作量,即工作量证明。

矿工算出下一个区块的哈希值后,便开始打包过去10分钟内的交易信息,之后会将这条消息广播到全网,其他矿工验证无误后,这个区块便成功上链,接着开始下一个区块。

矿工为什么要打包交易信息呢?

矿工之所以打包交易记录,是因为打包可以获得比特币奖励。在比特币网络中,矿工的收入有两个:一个是来自新区块的奖励,另外一个是手续费收入。最初每个区块奖励50枚比特币,之后每隔4年减半一次,目前每一个区块奖励6.25枚比特币,按此估算,最后一枚比特币大约2140年被挖出。手续费收入来自转账的用户,用户每转账一次,便支付一定的比特币作为手续费。在传统金融领域,手续费支付给银行,比特币系统中,手续费支付给矿工。

为了保证出块速度,比特币网络平均每十分钟打包一个区块,不论这十分钟内是否有交易。因此,这就出现了一个问题,可能有的十分钟有50笔交易,有的只有5笔交易,这就造成了比特币的区块大小不同,但由于区块上限为1M,如果这个区块被填满,只能等下一个区块。这就好比一辆高铁,不论有几个人坐,到点准时发车,此外,这个“高铁”最多只能容纳225人,超过只能坐下一辆。

这种模式导致高峰时期十分拥堵,高铁票价固定,比特币网络手续费可以自行设置,拥堵时将手续费调高,矿工会优先打包手续费高的交易。

比特币既是支付系统,也是一种资产

上面提到,矿工为了获得比特币奖励,会争夺记账权,参与挖矿,每一个矿工都是比特币网络系统的一个节点,而比特币的交易数据就存储在这些节点中。由于目前全球有数千个比特币节点,其中任何一个节点出现故障都不会影响系统的运行,比特币系统运行数十余年,未出任何问题,本质上就是这个原因。正是因为比特币系统没有中央服务器,数据分散在全球数百万个分布式节点中,因此,我们称之为分布式系统或者说去中心化系统。


比特币节点数据,来源:binodes

911事件发生后,纽约银行数据中心全部被毁,在一个月后不得不关闭一些分支机构,数月后不得不破产清盘。其本质上就是由于数据放在一个中心化的区域内,没有多个服务器,从而出现问题。

比特币首先是一个支付系统,其次比特币是一种金融资产。作为支付系统,矿工的作用类似于传统银行,为系统的用户提供记账服务,并收取手续费。这个支付系统数据完全公开透明,任何人通过区块链浏览器均可查看交易记录。比特币系统中有几个基本概念:地址、私钥、公钥。比特币地址就像个人的银行账户,可以用来转账比特币。私钥就是一个账户控制权,拥有私钥可以完全控制账户,重置密码,就像银行的忘记密码功能一样。假设沃伦要向老李转1个比特币,系统是如何工作的呢?


比特币转账流程,来源:币小宝行情

首先,我会用私钥签名,发出转账信息,就像用银行APP点了确认转账按钮。

其次,矿工会检查我的账户,查看我是否有1个比特币,如果有,那么矿工会进一步将信息广播至全网,交易被放入“未确认交易池”;如果验证失败,该交易被标记为无效交易,不会被打包。这一步相当于银行转账时的资质审核。

最后,拥有记账权的节点会将“未确认交易池”的交易打包至下一个区块中,并广播给全网,紧接着,其他节点确认并增加新区块,完成同步,一般认为,6个区块后,该交易几乎不可能被篡改,永久留存,因此大额转账建议等待6个区块。

除了支付系统以外,比特币的另一个功能是作为一种资产储备。这是因为比特币具有稀缺性、且不会被超发稀释,关于其资产属性我们在下文有详细介绍。

比特币能做什么

中本聪设计比特币的目的就是打造一个支付系统,支付是比特币的基本属性,近期马斯克表示特斯拉汽车正式接受比特币支付,再早之前Paypay也开始接受比特币,而根据coinmap数据,全球大约有超过15000个商家接受比特币支付,主要分布在北美、欧洲、南美洲一些地区。


支持比特币支付的国家和地区,来源:coinmap

与普通支付相比,沃伦认为,比特币更适合跨境汇款。一般西联跨境汇款需要几天甚至更长时间,并且会收取几百块的手续费。与西联相比,使用比特币汇款仅需10分钟左右便可到账,且手续费仅为几美金。无论从成本上还是效率上,比特币支付都完胜传统跨境汇款。

比特币的另一个重要功能是作为储值或者说避险资产。俗语有云,乱世黄金,盛世古董。也就是说世界越乱,黄金越适合保值,而比特币开采十分困难,总量有限,具备稀缺性,系统安全稳定,是天然适合储值的资产。这一点,在比特币价格的历史表现中展露无遗。

2013年,塞浦路斯爆发了严重的债务危机,政府拟分别对10万欧元以下及10万欧元以上存款分别一次性课征6.75%和9.9%的税收来筹集资金,在国会否决后,最终决定牺牲未保险的储户利益来获得救助金,并对高于10万欧元的存款冻结用于解决债务问题。这些举措引起了普通民众极大的恐慌,以及对银行安全性的强烈质疑,使不少储户急于取出自己的存款。部分民众发现了独立于主权货币之外,还有一个比特币,于是大量购入比特币,使得比特币价格从40美元狂飙到令人咋舌的266美元。

而在津巴布韦,也发生了同样的故事,由于土地改革的失败,过去数十年来,韦元持续恶性通胀。2008年1美元可兑换1000亿津巴布韦元,2017年津巴布韦人想要换1美元,需要拿出35千万亿津巴布韦元来。面对如此快速的恶性通货膨胀,当地百姓根本不相信本国的货币,很多人都把自己的资产换成比特币、黄金等避险资产。

2020年,新冠疫情爆发,全球恐慌加剧,资本市场在2020年3月份惨遭血洗,随后,以美国为首的资本主义国家开始疯狂印钞。美国先后抛出无限QE、1.9万亿刺激计划等措施,仅仅7个月时间,美联储新增了40%的美元,比过去十年增加的还要多。不仅如此,美国还在考虑继续推出4万亿美元基建计划,持续放水。受此影响,国外大型上市公司以及知名机构纷纷大举买入比特币作为避险资产,数据显示,持有比特币的上市公司目前已经高达26个,持有总额高达92亿美元,其中微策略和特斯拉合计持有价值73亿美元比特币。


全球上市公司持有比特币一览表,来源:币小宝行情、bitcointreasuries

上市公司购买比特币的后果就是暴涨。据币小宝行情显示,比特币价格由去年3月份3800美元低点一路上涨,近期曾突破6万美元创下历史新高,截止沃伦发文,比特币价格报收52000美元。

从上面的案例中可以看出,比特币在恐慌时确实具有避险属性,而对于某些处于经济危机的国家而言,比特币简直就是福音。

关于比特币的一些误区

比特币诞生以来,一直饱受质疑,每一次都有许多人看空比特币,但最终,比特币逐渐获得了主流机构的认可,成为资本市场中表现最靓的投资品种。比特币由于机制难以理解,对于小白并不友好,因此极易被许多人加以利用,误导大家,下面沃伦总结了几个比特币的误区,供大家参考。

误区一:比特币是无限分割的,所以没有上限?

正解:比特币总量2100万枚,存在供应上限。

这是最容易误导大众的一点。许多大V凭借这一点博眼球,忽悠普通群众,吸引点击量。说比特币没有上限的人,完全就是谬论。就好像本来你有100块钱,然后你把它换成10000分,然后你的钱就多了?

???

比特币总量2100万枚,最小单位是聪,到聪以下不能再分割,而且就算比特币可以无限分割,由于总量有限,分割并不会影响总量啊!为了方便各位理解,沃伦做了一个表格,供各位参考,数据来自币小宝行情。


比特币单位换算表,来源:币小宝行情(价格数据为2021年3月27日价格),spectrocoin

误区二:比特币价格波动巨大,不适合作为价值储藏工具

正解:比特币的主要作用是对冲风险,法币贬值意味着比特币价格上涨,投资比特币的目的是获得超额收益。

翻开数十年来比特币的历史价格,已经有5轮牛熊,其中每一轮牛市比特币涨幅少则数十倍,多则高达几十倍;而历来熊市也有高达70%的跌幅,比特币价格确实波动巨大,这点无可争议。但是总体而言,每逢世界经济不稳定时,比特币几乎都会收获超过大部分资产的平均回报。

从这点来说,投资比特币的意义在于获得超过主流资产的平均收益,不一定是储藏价值,正如我们上文中提到的案例,对于某些法币体系崩溃的国家来说,比特币为普通民众提供了一个更为友好的选择;而对于华尔街巨头公司,例如微策略、特斯拉等企业来说,投资比特币不一定是储藏价值,只要持有比特币比比持有美元收益高,那么就可以投资比特币,这是最基础的一点,而投资比特币的超额收益,则是这些公司的更深层次的需求。

误区三:比特币就是一串代码,就是空气,有什么价值?

正解:比特币实际上是一个余额,比特币存在开采成本,因此有一定价值。

比特币本质上不是一串代码,而是一个账户余额,就好比你有100块钱,实际上是你的银行账户里余额为100元,比特币也是一样的道理,假如你有一个比特币,实际上是你的比特币账户中余额为1。

关于比特币的价值,比特币不是凭空产生的,而是消耗了大量的开采成本,消耗了大量的计算成本,电力成本等,总体而言,比特币的价格长期趋势向成本线靠拢。


比特币成本和价格线,来源data dater

误区四:比特币波动巨大,不适合作为支付

正解:比特币不仅仅可以支付,而且是一种资产。

许多人喜欢盯着比特币的巨大波动,以此来鼓吹比特币不适合支付。实际上,对于动辄几天的国际汇款来说,用比特币支付仅仅需要10分钟,可以大幅节省资金成本。使用比特币支付不需要一直持有比特币,只需在支付之前买好即可,一般来说,这几分钟的波动极为有限。

实际上,投资比特币的人不一定是用来支付,而是一种资产配置手段。特斯拉汽车为什么会支持比特币支付?本质上,马斯克是为了增加比特币的配置,减少美元的配置,从而对冲美元下跌的风险。

误区五:比特币挖矿浪费能源

正解:挖钻石浪费能源,挖黄金浪费能源,银行浪费能源,比特币只是另一种形式的支付系统而已。

从资产角度而言,黄金有什么用?挖黄金就不浪费能源?黄金和钻石具有的特点比特币都有,首先是稀缺性,其次是共识强大,最后就是开采成本高昂。说挖矿比特币浪费能源的先思考下人类为什么要挖黄金。本质上,比特币只是稀缺性资产的一种新型表现形式而已。

从支付系统角度来看,银行系统运作需要租用办公场地、雇佣人员等等,比特币为什么就不能消耗成本呢?

误区六:比特币处于监管空白,用于不正当交易

正解:比特币只是一种支付手段,只是一种工具,取决于使用的人

许多人认为比特币处于监管空白,合规化是一个问题。然而沃伦认为,比特币的本质上是一种工具,取决于使用工具的人。就好比一把刀可以用来切菜,也可以做一些其他行为,工具本身没有任何问题。

此外,目前链上信息侦查逐渐丰富,各种监控工具可以有效监控来源不明的资金,辅助把握资金动向,而且中心化交易所全部实行KYC,因此很难钻空子。

加密货币与区块链产业链

经过数十年的发展,比特币不仅引出了加密货币这一行业,更衍生出一个更为庞大的区块链产业链。时至今日,区块链产业链更偏重技术,加密货币产业链更注重应用,两者相辅相成。

具体来说,区块链产业链主攻区块链底层技术,这方面比较先进的代表有比特币、超级账本、R3、以太坊、波卡等等。

加密货币产业链规模高达万亿美元,范围涵盖加密货币矿机厂商、钱包、交易所、项目方、媒体、工具等等。鉴于很多小白不了解加密货币产业的运作流程,我们以比特币为例,简单普及一下这套流程。

假设沃伦要投资比特币,我有两种选择,一种是直接购买,另一种是通过比特币挖矿,我们以挖矿为例。

  • 第一步,沃伦需要购买一台比特币矿机,目前典型的矿机巨头有比特大陆、亿邦国际、比特小鹿等等,假设沃伦随便买了一台,之后开始挖矿。
  • 第二步,挖出来的比特币放在哪里呢?实际上是存储在你的个人比特币账户中,但是需要一个钱包客户端显示,钱包领域有imtoken、tokenpocket、trust wallet等等。
  • 第三步,我挖出来的币要卖掉,应该去哪些交易所呢?这就需要用到数据工具,查看各大交易所比特币价格、行情等等,个人推荐一款工具币小宝,圈子里的很多人都在用。有人说,为什么不直接去交易所?这是因为不同交易所的比特币价格可能存在差异,我们建议使用币小宝对比之后再做决定。
  • 第四步,去交易所卖币。目前全球有500多家交易所,具体选择哪一家因人而异,这里不做推荐,币小宝也提供了交易所排行榜,自行选择即可,头部交易所基本上都可以的。
  • 第五步,美国放水了,比特币又涨了,我要关注比特币相关的新闻去哪里看?一般用的多的是金色财经、链闻、币小宝博客、区块律动、火星财经等等。

可以看到,用户从入门到交易,加密货币产业链已经可以完全满足,整个产业链非常庞大,仅矿机领域目前已经有两家上市公司,另外一家比特大陆尽管没上市,但利润一度高达数十亿的规模,非常的客观;而整个行业中的加密货币交易所,同样有2家上市公司,另外一些没上市的公司也有数十亿美元的年利润,非常的可观。

总之,加密货币产业目前已经十分完善,市场也进入高速增长期。

结语

综上,从支付角度来看,比特币是一种去中心化的支付系统,为用户提供了便捷的转账服务,较传统国际汇款拥有巨大优势,作为分布式系统,运行数十年来,未出现任何问题,已经被证明是一种十分成功的货币系统。对于某些货币体系崩溃的国家来说,使用比特币支付比使用本国货币更有优势,可以完全对冲法币体系的超额发放的问题,从而有效保护民众私人财产不受侵犯。从资产属性来看,比特币具备超越黄金的稀缺性,易于存储,便于交易,是一种新型的投资资产。

比特币引出了区块链这一新型概念,并由此诞生了一个规模高达万亿美元的加密货币产业,整个产业链涵盖矿机厂商、交易所、媒体、工具等等。而区块链技术,则被各国认为是继互联网之后最有可能带动下一次经济腾飞的新技术,因此各国也在这一领域展开了激烈的竞争。区块链技术逐渐从比特币的1.0时代,逐渐进入以太坊为主导的2.0时代,目前正在朝着区块链3.0的方向迈进。我们相信,作为比特币的缔造者中本聪,看到如火如荼的区块链产业链,或许会感到欣慰。未来比特币能走多远,我们拭目以待。

参考资料

朱昂 :2008年金融危机的形成、泡沫和复苏全过程

币小宝:比特币价格

liheng:通俗易懂,揭秘比特币区块的内部结构

廖雪峰:比特币挖矿原理

币小宝:比特币是什么(Bitcoin)?

新浪财经:诞生于金融危机的比特币 能够解决金融危机吗?

中金数据:从911事件看金融灾备

(提示:本文仅供交流学习之用,不作为投资建议或意见。原文首发币小宝官网,作者沃伦,转载请注明出处。)