(一)比特幣 Bitcoin 是什麼?用白話文讓你一次看懂

(一)比特幣 Bitcoin 是什麼?用白話文讓你一次看懂

就算你沒有投資過虛擬貨幣,但你一定都聽過新聞媒體都有報導過比特幣(Bitcoin),而比特幣也可以說是各種虛擬貨幣的代名詞,再深入了解加密貨幣前,你必須先了解什麼是「區塊鏈」,可以先看下面這篇文章:

雖然你常常聽到人們在討論比特幣,但你還是不太了解比特幣是如何運作的、比特幣是不是詐騙、這些到底該如何分辨?如果想買比特幣該怎麼買?常常說到的挖礦、礦工,是真的去開採礦產的意思嗎?

今天就來和大家聊一聊,比特幣到底是什麼?

比特幣是什麼?

  • 數位加密貨幣的概念最先於1998年由Wei Dai在線上論壇Cypherpunks的電郵通訊中所提出,他相信使用密碼學原理的應用將可以促成社會變革,且提高信息時代的隱私水平。從理念發展到成型的比特幣,卻是經歷了十年時間,2009年由署名為中本聰(Satoshi Nakamoto)在一個密碼學網站上,發表論文描述了「比特幣運作原理」。比特幣(Bitcoin)是進而成為最早推出的去中心化虛擬貨幣(也稱加密貨幣),也是目前市值排名第一的虛擬貨幣
這種虛擬貨幣不像是由中央銀行、政府機構所發行的實體貨幣形式「網上貨幣」,
它是通過網絡傳輸的方式進行資金交易、轉移、儲存,
它只是一串代碼,「沒有實體」性質上屬於「同質化代幣」Fungible Token (FT) 的一種

比特幣使用區塊鏈技術來記載交易資料,每筆資料有安全性高、匿名、不易被竄改資料。在過去的幾年時間裡,比特幣在消費者、政府和金融交易者中的地位已經得到逐步提升。現在比特幣是全球最大的數位加密貨幣,這不僅是就市值而言,同時還體現在它的知名度以及吸引力方面。

  • Fungible Token (FT,同質化代幣):代表它可互相取代,且可以分割。(以太坊上,對應的技術協定是 ERC-20

可互相取代:1970年的1美元,到2021年的1美元,價值是一樣的,不同的兩枚幣彼此可以互相取代。

可以分割:台幣500元,可以分割成5張100,而比特幣最小可以分割成 0.00000001 個比特幣。

  • Non-Fungible-Token (NFT,非同質化代幣):具有不可互相取代、不可分割的特性,上面的每一個產品都是獨一無二的,因此目前有許多藝術品都以 NFT 的形式拍賣,例如 NBA 球星卡包、Twitter 創辦人的第一篇貼文等。(以太坊上,對應的技術協定是 ERC-721 和 ERC-1155)
注意:

如今虛擬貨幣已經不是只有比特幣,而是有非常多種類特性的數字貨幣,如雨後春筍一直冒出來,這些其他貨幣被統稱為「替代幣」,並且與比特幣有著一項或多項關鍵特點上的區別:

  1. 域名幣(Namecoin)是率先出現的第一個替代幣,它與比特幣的運作方式完全相同,但又能夠作為替代域名注冊系統使用。
  2. 瑞波幣(Ripple)是市值最大的替代幣。瑞波幣的開發者稱該數位加密貨幣可以在2-5秒內完成交易,速度遠勝於比特幣。
  3. 萊特幣(Litecoin)是首個試圖完善比特幣的數位加密貨幣:即降低挖掘單個方程組的時間並且提高可挖掘的數量。

但比特幣在眾多虛擬貨幣之中,重要性上還是有著不可動搖的地位。

比特幣和一般來定貨幣有什麼不同?

比特幣 和一般傳統貨幣(一般稱為法定貨幣、法幣)不同,它可以在全世界通用,不需要兌換、不用支付高額的手續費,就能在全世界進行轉帳,也不用在許多銀行、不同國家貨幣之間來回兌換,可以說是一種能讓資產自由移動的貨幣。

雖然比特幣目前的泛用性、交易速度、交易成本,還未達到像同美元一樣的水準,此外,比特幣作為貨幣,它的價值並不穩定,且有一定的風險在,但在匿名、與傳統貨幣區隔、不易被竄改的特性上,則是有傳統法定貨幣無可取代的特性!

比特幣的含義可以從兩個方面去理解,

其一是幣的本身,

其二是支撐整個系統的P2P對等網絡。

Ex:你可以持有比特幣並用自己所擁有的比特幣去購買一台新車,或者希望比特幣的基礎設施能夠得到更新。

對抗通膨

比特幣到底是如何運作的?

比特幣是一種虛擬貨幣,那自然在交易後就會產生交易紀錄,全世界所有的比特幣交易紀錄都會被「收集成資料塊」 (區塊),然後記錄在「比特幣帳本」上。每個區塊大約可以記錄 2,000 筆交易,然後以「鏈結」將其相連,因此被稱為「區塊鏈」。

而它最主要的運作機制,是用區塊鏈技術、挖礦、礦工來運作,就是一種 去中心化的點對點虛擬貨幣 「去中心化」表示沒有監管比特幣的單一機構相反,它是根據多數原則而運作,一筆交易要經過網絡上至少50%的機器驗證才能夠被視為有效。

也就是,記錄著全世界比特幣交易紀錄的「比特幣帳本」,會儲存在區塊鏈中每個人的電腦上,
而非只保存在單一的伺服器上,就是所謂的去中心化記帳系統。
  • 點對點:你不需要通過任何的中間人(像是:銀行或者第三方支付中介),將比特幣發送給網絡上的其他用戶 → 去中心化的概念(參考第一篇文章:區塊鏈是什麼?。假設你想要用比特幣購買麥當勞套餐,只要麥當勞願意接受比特幣作為付款方式,那麼你就可以直接透過發送比特幣買到賣當勞套餐。

「虛擬貨幣」意味著比特幣並非是有形的實體,每一枚新的比特幣都完全是以電子的形式產生。它不像美分、英鎊、台幣,可以實體握在手裡,因為他就是一串代碼,沒有實體。

誰是礦工?

交易比特幣的各種資訊會儲存在區塊上,表示區塊鏈上的每一筆交易都需要電腦的運算力來驗證,並記錄到公開帳本上。因為每天都會有新的交易產生,所以需要有人來幫忙更新這些交易紀錄到區塊鏈上,透過大量的電腦運算驗證來確認區塊中資訊的正確度,負責確認這些資訊正確度的人稱為「礦工」(幫忙記帳),他們用自己的電腦提供算力(這些電腦被稱為礦機),幫忙計算新交易紀錄。

由於每個人都能成為礦工,因此為了決定由誰記帳,比特幣採用了工作量證明(Proof-of-Work,PoW)機制。

挖礦是什麼?

中本聰在創造比特幣時,有設定比特幣總數為2100萬個。目前已經開採數量為1800萬枚!

比特幣是由礦機通過計算,算出比特幣網絡內區塊上的「數學難題」,誰先解出該區塊,就能獲得這個區塊的記賬權,並獲得該區塊內的比特幣獎勵

簡單來說,比特幣挖礦就是將比特幣交易記錄打包到區塊中,然後為該區塊生成 哈希值 的過程。
並不是真的去礦山採礦

這個過程由礦工執行,他們要利用電腦(即挖礦節點)搶先算出下一個包含新交易的區塊的哈希值(就像是數學難題)。從字面上理解,比特幣中的「區塊」就是由多個交易組合而成的一個版塊,不過創建區塊還需要遵循一定的步驟。

礦工們首先要對收集到的交易有效性進行驗證。因為付款的人雖然把自己在網絡上購買東西的交易廣播了出去,但是他們是否擁有足夠的比特幣來支付該筆交易,這個還需要進一步的驗證。具體的流程為礦工通過檢查區塊鏈上與該付款人相關的歷史交易記錄,然後比對付款人此次交易的細節,最後判斷出他們的現存比特幣是否能夠滿足此次的交易。如果他們驗證出該筆交易是有效的,也即是付款人有足夠的比特幣來完成交易,那麼礦工就會把它和其他同樣驗證過有效的交易打包組成一個區塊。

再來,礦工要嘗試對區塊進行哈希函數,運算並生成哈希值(這個哈希值對於該區塊、所包含的交易數據有唯一性)。只要對區塊進行運算得出的哈希值符合要求,礦工就會把該區塊發布到網絡上,而接收到新區塊詳情的網絡節點會對此進行驗證。一旦獲得50%節點的有效驗證,該區塊就可以被添加到區塊鏈。值得注意的是,網絡每十分鐘左右才能夠運算出一次符合要求的哈希值,並且隨著更多新機器加入到系統,哈希值運算的難度也會逐漸增加。

比特幣是如何產生的?

比特幣是由礦機通過計算,算出比特幣網絡內區塊上的「數學難題」

 

誰先解出該區塊,就能獲得這個區塊的記賬權,並獲得該區塊內的比特幣獎勵

因為第一個成功打包出新區塊的礦工可以獲得一定數量的比特幣作為獎勵。這意味著礦工之間要進行競爭,誰先算出符合要求的哈希值誰就能夠獲得該區塊的比特幣獎勵。為了抵消這些成本並增加成功的機會,礦工可以將他們的資源組合成一個「礦池」,即將個人的小量算力和資源合併起來進行挖礦,這樣做可以最大限度地提高他們率先打包出新區塊並獲得比特幣獎勵的能力。

新的比特幣會添加到優勝者的比特幣錢包,他們可以自由地與網絡上的其他用戶進行交換,進而產生更多的交易。然後這些交易記錄繼續被礦工打包成區塊,並運算得出符合要求的哈希值,促使系統釋放出更多的比特幣。這一挖礦過程將持續到比特幣的全部供應都流通於市面。一枚比特幣的單位可以小到小數點後八位(或一個比特幣的百萬分之一),該價值根據比特幣之父中本聰命名為一個「Santoshi」。

礦工的收益

交易的確認離不開礦工。為什麼有人願意做礦工呢?

比特幣協議規定,挖到新區塊的礦工將獲得獎勵,一開始(2008年)是50個比特幣,但是中本聰設計的比特幣機制規定,每隔210000個區塊,獎勵就會減半也就是說,從第1個區塊到第210000個區塊,每個區塊的獎勵都是50個比特幣,從第2100001區塊到第420000區塊,每個區塊的獎勵是25個比特幣。至 2018年是12.5個比特幣。

也就是每4年獎勵減半,由於比特幣可以分割到小數點後八位,那麼到了2140年,礦工將得不到任何獎勵,比特幣的數量也將停止增加。這時,礦工的收益就完全依靠交易手續費了。

所謂交易手續費,就是礦工可以從每筆交易抽成,具體的金額由支付方自願決定。你完全可以一毛不拔,一分錢也不給礦工,但是那樣的話,你的交易就會沒人處理,遲遲無法寫入區塊鏈,得到確認。礦工們總是優先處理手續費最高的交易。

目前由於交易數量猛增,手續費已經水漲船高,一個區塊2000多筆交易的手續費總額可以達到3~10個比特幣。如果你的手續費給低了,很可能過了一個星期,交易還沒確認。

一個區塊的獎勵金12.5個比特幣,再加上手續費,收益是相當可觀的。按照目前的價格,可以達到100萬~200萬人民幣。想想看,運氣好的話,幾分鐘就能挖到一個區塊,拿到這樣一大筆錢,怪不得人們對挖礦趨之若鶩。

挖礦速度

比特幣挖礦的速度取決於網絡的可擴展性,關於可擴展性以及它是如何對比特幣網絡造成困擾的問題,後續再整理一下這個問題。目前一個新區塊的生成和被添加到區塊鏈的平均所需時間為6到10分鐘。

「出塊時間」一欄顯示的是節點近期生成一個區塊的時間,從時間間隔來看,出塊時間有的長有的短,但平均時間大概是在6到10分鐘左右。

「區塊高度」是區塊編號,以截圖為例,最新的一個區塊的編號為631902。

「哈希值」代表著對應區塊的唯一代碼,它是區塊中各個交易記錄的每條數據(即輸入數據)的總和。一個區塊只有擁有有效的哈希值時,它才是完整的,這樣它才能被添加到區塊鏈中。

此外,沒有任何兩個哈希值會是相同的,因為只要稍微改變一個輸入數據,哈希值就會變得完全不一樣,這也就意味著哈希值不可能被篡改或複製。

比特幣可能在什麼時候被挖完?

比特幣協議規定,平均10分鐘誕生一個區塊。區塊的大小只有1MB,最多只能包含2000多筆交易。也就是說,比特幣網絡每10分鐘,最多只能處理2000多筆交易,換算一下,就是處理速度為3~5筆/秒。
 
按照每個區塊的產出時間為10分鐘計算,每210000個區塊(因每隔210000個區塊,獎勵就會減半)的產出時間大概是3.99年,也就是4年左右。即,從2009年到2013年,每挖出一個區塊,礦工會獲得50個比特幣作為挖礦獎勵;從2013年到2017年,每挖出一個區塊,礦工會獲得25個比特幣作為挖礦獎勵;從2017年到2021年,每挖出一個區塊,礦工會獲得12.5個比特幣作為挖礦獎勵,以此類推。
 
按照這樣減半下去,大概減半32回之後,也就是大約在2140年,再挖礦的獎勵已經小於0.00000001比特幣了,甚至接近於0比特幣了。所以,最終到大概2140年,所有的比特幣將最終全部進入市場中。

今天先和大家聊聊比特幣是什麼,後續會再整理比特幣的相關資訊,原本打算將所有關於比特幣的資訊放進來,但這樣篇幅會太大,所以今天就先整理完關於比特幣的基本資訊,希望大家再投入加密貨幣的世界前,能先將它背後的理論了解完整!

(二)什麼是比特幣節點?

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