比特币的精巧设计

比特币是一种虚拟货币，他的神奇之处在于，在一个没有权力干预的互联网世界中，虚拟的数字真得能像黄金一样有价值。那这是为什么呢？比特币的精巧之处在于，他的创始人中本聪设计了一个不能被人改变的规则，准确的说是不能被少数人改变或操控的规则。想象一下，黄金为什么会值钱？那是因为货币是靠权力来维持它的价值的，如果权力不存在了，那货币也就等同于一堆废纸，而黄金却不一样，它不需要权力来维持它的价值，因为黄金有一个特有的属性：稀缺（总量有限）。这也就是为什么只要社会不稳定，金价必然会上升。

说到这里，我相信大家应该明白了吧，只要大家相信比特币具有像黄金一样的属性，不管是怎么样厉害的人、或者经济危机、甚至是战乱，都无法改变比特币预先设定的规则，那只要是这个规则的设计是合理的，那比特币就会像黄金一样有价值。接下来，我们来看看中本聪给比特币设计的规则：

1.总量固定：比特币的总量被永久限制在2100万个之内。

2.自运行：比特币通过自己的生态自己运行，其中有买家、卖家还有维持秩序的矿工。

3.去中心化：比特币是运行在一个去中心化的网络中，保证少数人无法改变预设的规则。

比特币需要什么样的技术来支撑？

比特币就像是一部巨大的机器，从按下他的启动按钮开始，它就按预设的规则运行，再也没有人可以阻止它。是不是很科幻啊？那它到底需要什么样的技术来支撑呢？答案简单到你无法想象，支撑比特币最核心的技术就是：共识机制。

那什么是共识机制呢？在一个去中心化的网络中，从全世界接入到这个网络中的计算机，能够按预定的规则达成一种共识，同时当有攻击者进入这个网络时，能够快速的识别他们，同时把他们清理出这个网络。举个例子，如果用户A给用户B转了1个比特币，如果转成功了，那在比特币这个网络中，所有的机器会达成一个共识：A给B转了1个比特币。有共识机制的保证，在这个网络中不会出现部分机器认为转账成功，部分机器认为转账失败了。

有了共识机制，上面所有的规则就能开始运行了。首先，既然是货币，我们需要一个帐本，那就做一个数据库来存储这个帐本，因为有共识机制，所以帐本上记录的数据能在全世界所有的机器上保持一致。其次，我们还要为比特币设定一些规则，还是因为共识机制，这些规则在全世界的机器上还是保持一致。

到这里，你是否明白了，为什么我说共识机制是比特币最最核心的技术？因为只要在一个去中心化的网络中，能达成共识，那剩下的都可以通过共识来建立。

区块链解决的世纪难题(拜占庭将军问题)

比特币底层的技术是区块链，那区块链是怎么来解决共识问题的呢(这个问题也叫拜占庭将军问题)？在比特币的应用中，区块链是通过POW(工作量证明)来解决共识的。简单来说，就是给在区块链中维持秩序的机器(矿工)发一道计算题，谁先计算出正确答案，就由谁来产生新区块，并且会得到包含所有打包进这个区块中的所有交易的手续费和新挖出来的比特币。这就是POW共识机制的原理，这里还有2个问题要解决：

1.如果是坏人计算出了结果，并制造一笔不存在的转账给自己会怎么样？

2.如果两台机器同时计算出结果会怎么样？

在区块链的网络中，虽然没有算出正确答案的机器会听算出正确答案的，算出了正确答案的机器会产生一个区块，并把这个区块放在区块链的顶端，收到这个区块的所有机器，都会对这个区块做验证，如果发生问题1中所说的情况，其它机器验证完成后发现区块有问题，立马会拒绝接收新区块，除非坏人能控制全网51%的算力(按目前算力的规模，这个成本是巨大的)。

如果有两台机器同时计算出了结果，那区块链就会分叉。假设机器A和机器B同时算出了正确答案，同时因为网络延迟的原因，在全世界的网络中，会有一部分相信机器A，另一部分相信机器B。相信机器A的会在A挖出来的区块后面继续工作。相信机器B的会在B挖出来的区块后面继续工作。这时，在这两个分叉上，必然会有一个算力比另一个强，拥有更强算力的那一帮机器会更早算出下一道计算题，继续在他们的分支上增加区块。这时，这两个分叉就会出现长短，当一台矿机发现两个分支时，就会立马切换到长的分支上。经过一段时间后，整个网络又会回到同一个链上。

这就是区块链解决的世纪难题，是不是很简单？但基于POW的共识机制还有明显的缺点就是效率太低，挖矿耗费了大量的电力，并且目前只能每秒处理7笔交易。在接下来的文章中，我会继续讨论POS、DPOS等共识机制，看看这些共识机制是怎么来解决POW的缺陷的。