【图学院】区块链与密码学全民课堂第1-3讲：比特村儿里面的那些事儿

【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义】

1.3 比特币通俗故事

还记得电影《大空头》中有这么一句话：金融就是将简单的人人都懂的理论包装得富丽堂皇然后讲给你听。其实比特币的运行原理也并不难。

今天我们来讲讲比特币的通俗故事。首先看图。

故事到此并未结束，由此引出了三个值得思考的问题。

比特币的系统巧妙地解决了这三个问题。

第一、比特币采用两种策略保证账本不可篡改

采用“区块+链“的特殊记账结构。在这种账本结构中，每一个区块保存着某段时间内所发生的的交易，这些区块通过链式结构连接在一起，形成了一个记录全部交易的完整账本。如果对区块内容进行了修改就会破坏整个区块链的链式结构，导致链条断了，从而很容易被检测到，这两个策略保证了从全局来看整个账本是不可篡改的。

第二、合理的激励机制

前面一条中提到了人人参与记帐，大家肯定会问“凭啥要我帮别人记账呢？我比特村“村草”，为什么要帮隔壁老王记账？“这就涉及了比特币系统中的激励机制。参与记账的村民，被称之为“矿工”。这些村民中，首个记账被认可的人将得到“大礼包”。

其一、获得一笔奖励，这笔奖励就是若干个比特币。这也是比特币发行的唯一来源，这种奖励措施使众多村民积极参加记账。

其二、谁在某一块账本被认可，其他人都会分别拷贝这一块账本。从而保证所有人维护的账本是完全一致的，这两点保证了比特币的自动安全运行。

第三、工作量证明机制

问题又来了。既然有了激励，大家就会争抢着记账并努力让自己的记账被认可，怎么确定以谁记的为准呢？

为了能够确定以谁记的帐为谁，村民们想到了一个公平的办法：对每一块账本（类比为我们现实账本上的一页），他们从题库中找了一道难题，让所有参与记账的“矿工”都去**这道难题，谁若最先**了，该页/块就以他记的帐为准。

这个**难题的过程，就被称为“挖矿”，即工作量证明的过程。这就是比特币中的工作量证明机制（POW），这里需要说明的是，这个难题的解题过程需要不断地尝试，较为困难，但是找到答案发给别人后，别人是很容易验证的。

因此，比特币通过“区块+链”的分布式账本保障了交易的不可篡改，通过发放比特币的激励措施激励了“矿工”的参与，通过计算难题（矿工挖矿）解决了记账一致性的问题。这样，完美地形成了一个不依赖任何中间人即可完成记账的自动运行系统。

全民课堂第1-3讲今天就讲到这里啦，从下节课开始课程的难度会提升一点点，将详细解析比特币的交易。

首先要了解比特币地址的概念。要参与比特币系统中的交易过程，需要一个类似于现实世界中银行“账户”的实体。比特币交易即为从一个比特币地址向另一个比特币地址进行转账的过程，每个交易可能会包含多笔转账。比特币系统如何实现点对点的支付呢？我们下期讲述，敬请期待~

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