【区块链】什么是区块链(六)

风险提示

由于目前区块链领域里充斥着大量的资金盘、空气币。而且,说起区块链,不可避免地涉及到金融、投资或者投机等话题。投资有风险、决策需谨慎,请各位朋友们擦亮眼睛,风险自担

“比特币交易作为一种互联网上的商品买卖行为,普通民众在自担风险的前提下拥有参与的自由。”

“代币发行融资与交易存在多重风险,包括虚假资产风险、经营失败风险、投资炒作风险等,投资者须自行承担投资风险,希望广大投资者谨防上当受骗。

——摘自人民银行等五部委发布的《关于防范比特币风险的通知》准备工作

比特币到底做了什么

技术方面

上次,顺着比特币白皮书的内容,还在它在技术领域所做的第二件重要的事情:

比特币用密码学原理重新定义了电子货币

数字签名的概念讲过了,接下来本应该谈谈这电子货币交易的关系,但是刚刚发现,还有一个之前以为理所当然的技术,其实也算是中本聪继承来的一个关键技术。那就是——

Hash哈希——摘要算法

是的,这是一个计算机算法中的概念,哈希是音译,有时又被叫做摘要算法,或散列算法。这个算法在数据管理时一般用来做索引什么的。而在密码学中,它一般用来做密钥和摘要。

我们可以把它理解成一个特殊的拍立得照相机。不管多么复杂的内容,被它咔嚓一下,就能生成固定大小的一串字符串。

Hash-camera.png

一个好的Hash拍立得照相机有以下几个特点:

  1. 拍照快:给出原始数据,能迅速算出固定长度的摘要来。

  2. 难还原:拿着摘要,在正常的时间内,几乎不可能还原出原始数据。

  3. 摘要散:这是被称为「散列」的原因,哪怕是在数万字的原始数据中修改一个字母,摘要也会看起来完全不同,基本上均匀分布。

  4. 无冲突:简单来说,两样不同的东西,不能拍出一摸一样的照片来。

那么,有了Hash和数字签名之后,比特币是怎么搞定交易的呢?

交易与「电子货币」

还记得白皮书中这句话吧「We define an electronic coin as a chain of digital signatures. 我们定义一枚电子货币就是一条数字签名链。」

所以,这枚电子货币是被串起来的一摞签名。按照之前的比喻,一串签名信箱,或者说一串签名信封吧。让我们假设,张三已经有了这样「一枚」电子货币,也就是一串「签名信封」。让我们看看,当张三打算要把这枚「电子货币」给李四时,会发生什么吧:

  1. 首先,张三先生用Hash拍立得相机,把李四的公钥和这「电子货币」上前一次的交易记录,也就是串在最后那个签名信封放在一起,拍了一张摘要照片。

  2. 接着,张三先生拿出自己的私钥,将这张摘要照片,用签名机制作了一个带特殊锁扣的信封——也就是签了个名。

  3. 李四(其实可以是任何人),拿出张三的公钥,试了试这个锁扣,发现可以打开。证明这信封确实是张三封上的,签名就是张三的。当然,他还可以进一步确认,这些摘要里的信息也都是正确的,包括上一次的交易(其实也就是张三到底有多少「电子货币」),李四的公钥(以便确认,现在这些「电子货币」,都是给李四了)。

  4. 一切无误之后,把这个签名,和之前的签名信封串到一起。

  5. 现在,这枚电子货币已经是李四的了!

bitcoin-transaction.png

我们注意到,在这个过程中,并没有什么「电子货币」从张三给到了李四,实体的,虚拟的都没有。这可不像是有一条什么特殊的微信消息,从张三发给了李四。而是,直接在「某处」——也就是「这个电子货币」上,由张三增加了一条记录,说明此货币现在归李四了,而已。

同时,用一系列密码学手段保证,只有张三本人(或者说拥有张三私钥的这个人),才能增加这条转账记录。

注意,重要的事情再说一次。并没有什么实际存在的,到处转移的「电子货币」。每一枚电子货币,都只是一串签名卡片,最后一张签名卡片证明了此「电子货币」的最终所有者。

现在剩下一个问题,所谓的双花问题

如果张三在增加一条把电子货币转给李四的记录同时,又增加了一条把电子货币转给王五的记录怎么办呢?那么此时,这枚电子货币,到底是李四的,还是王五的呢?一块钱花了一次又一次,这样下去,岂不是乱套了吗?那怎么能行!

<待续>

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