什么事区块链，娓娓道来（2）

三、比特币的转账

去中心化，意味着陌生人之间的转账支付是直接进行的，没有第三方提供信用担保，这怎么可能呢？nothing is impossible，中本聪就设计出来了，当然技术上很复杂。我们这里先打个比方介绍一下，感受一下这根葱的厉害。

比如Alice要向Bob转账，注意两人互相不认识，毫无信任感，那如何直接转账呢？在我们目前的具有中心的网络下，Alice向Bob转账100元，银行收到Alice请求，并检查Alice账户余额，如果大于100，便减少100，同时Bob账户增加100余额。所有人的账户都是非公开的，权力掌握在中心机构手中。但在本聪的设计中，在一个去中心化的网络中，每一个用户自己都有一个账本，这个账本记录了从第一枚比特币诞生以来的所有交易记录，Alice要向Bob转账5个btc，会在村口喊一句“Alice要转账5btc给Bob”，村口居民张三听到Alice的声音，掏出自己的小本子，检验了一下Alice的账户，发现Alice有5个btc，便写下Alice向Bob转账5个btc。同时也喊出“Alice要转账5btc给Bob”，这样村民一传十十传百，直到每个村民都把这笔交易记录在自己的账本上。这样，每一个村民的账本都是一样的，这就是所谓的去中心化账本。在去中心化的网络中，刚才说的各个村民就是体系中的各个节点。这个去中心化的体系中每个节点的账本都是一样的，所以它几乎不可能摧毁。传统网路中，如果银行体系被破坏了，那么大家的账目就混乱了。但是在比特币网络中，每个节点都明确的记录了本聪开比特币以来的所有账目，即使节点几乎都炸毁了，只要还剩一个节点、就可以还原出所有记录，除非瞬间摧毁整个互联网。

我们要记住，在去中心化网络中，所有人都是不可信任的，这是我们的前提，上述例子中，居民自发记账，有没有可能记错呢？当然可能，张三如果跟Alice有仇，给人家肆意篡改，到时候我们该相信哪个账本呢？在大家都不互相信任的体系如何做到这点呢？首先要做的是要先验证这条消息是不是Alice本人发出的，这里用的办法就是签名，Alice广播这条信息的时候要在信息下签个名，当然网络上要数字签名了，大家收到这个信息以后要对照一下字迹，发现确实是Alice发送的，就承认这条信息是真的，验证数字签名的算法叫椭圆曲线数字签名算法，是一种非对称加密算法。

非对称加密算法，听着都很可怕，这里只能举个例子，听听气质，听完气质长精神。什么叫非对称加密呢？那要先明白啥叫对称加密。在传统的对称加密过程中，比如我要传递一个秘密数字给佐尔格，加密方式就是给这个数字加上33。当然佐尔格要知道这个加密方式，当他看到写着223这个数字的纸条的时候，他就会用223减去33，等于190。这个190就是我想传递给佐尔格的数字；佐尔格看后非常震惊，马上通过秘密渠道告知斯大林：德军要用动用190个师闪击苏联。

这种加密方式的关键在于、双方要实现约定加密方式，但如果事先无法约定怎么办，或者这种加密方式被敌方所窃取或者所破解了怎么办？这就是我们在很多谍战片里的情景，一旦密码本丢失，整套密码系统就完蛋了。

那么，有没有一种办法，即使对方知道了加密方式也破解不了信息？这个可以有，这就是非对称加密。

你知道了我的加密方式，竟然都破解不了我的信息，这个非对称加密要满足如下条件：有一个解密方式A与加密方式B，我要传递信息M，使用加密方式B进行运算，得到加密信息X=F（M，B），这个过程的好处在于，即使你知道我的加密方式B和加密后得到的信息X，你依然无法算出我的原始信息M，而原始信息M=F（X，A），即原始信息必须使用解密方式A算出。这里的A称为私钥，B称为公钥——意思就是私人密钥和公开密钥，比如特工小孙需要接受情报，他大可以放心的把公钥在网络上公布，任何想要给他发送信息的人只要按照公钥B的方式进行加密，得到加密信息X，小孙只需要对X使用自己的私钥解密即可，这样就避免了对称加密中加密方式的传递和破解问题，只要小孙保管好自己的私钥，这个体系几乎很完美，但是大家基本没听懂，对吧？

所以这里必须要举一个例子，一个非常简化的例子，简直就是一个小游戏、小魔术。大家提提神，我们一起小游戏。你现在随便想一个三位数，但你别告诉我，因为怕被旁人听见，你加密后告诉我，你把你想好的这个三位数乘以91，然后告诉我最后三位就行了；然后呢？然后我就知道你想的那个三位数是多少了，办法很简单，就是我把你告诉我的最后三位再乘以11，所得到数字的最后三位就是你想的数字。

那我们试一下，假定你想好的数字是321，想把这个数字加密后告诉我，于是你用91乘以321，等于29211，然后你告诉我最后三位是211，随后我用211乘以11，得到数字2321，这个数字的最后三位不正是你想告诉我的321吗？哇塞，好神奇。

或许有朋友觉得，是不是碰巧了啊。你321这个数字太特殊了啊。Ok，我们再来一次。这回你想好的三位数是598，然后你乘以91，这个乘以91就是公钥；598乘以91=54418，其最后三位是418，所以你把418告诉了我。于是我拿出了我的私钥11，乘以418，得到了数字4598，其最后三位是598，不正是你真正想要给我传递的598吗？我乘以11就是解密的过程。此所谓：公钥加密、私钥解密。就算别人偷听到了你秘密告诉我的418、并且也知道这是经过公钥加密的——也就是乘以91了，但他只要不知道我的私钥、也就是不知道乘以11，那他看着418照样无法解密，只能看着418干瞪眼，无法破解出598这个真正信息。

这就是非对称加密的牛逼之处——“公钥加密，私钥破解”，而传统的对称加密就是加密和破解用的是同样的密钥，而非对称用的两套密钥——“公钥加密，私钥破解”。

此时此刻，估计有盆友觉得震惊了，为什么我一乘11，直接就解密了呢？因为91乘以11等于1001，任何三位数乘以1001的后三位就是三位数本身。

大家注意，刚才这个例子只是一个极其简单的非对称加密。人家比特币所用的非对称加密那是相当的复杂，叫什么椭圆曲线数字签名算法。我们在刚才的例子里面，我们只说了单向的公钥加密、私钥解密，比特币世界里的椭圆曲线算法更神奇，不但有公钥加密、私钥解密，还有私钥加密、公钥解密，私钥可以推出公钥，但公钥推不出私钥。有了这点公钥和私钥的概念，我们可以讲述一下比特币系统下Alice向Bob转账的过程。

你作为一个比特币的用户，自然会有一个钱包，这个钱包下面可以生成一大堆的地址和对应的密码，由用户自主选择一个，甚至每一笔交易都使用一个新的公钥（当然只能是收款），这样可以避免任何人对你的追查，如果你频繁使用一个公钥，这些交易记录大家还可以推出一些有限信息，比如频繁程度，额度大小等，可以对你的财富做一些推测，你的隐私会受到威胁。在比特币的世界里我们把钱包里的地址叫公钥，把对应的密码叫私钥。我们可以简单理解公钥就是我们银行卡账号，私钥就是银行卡密码。我们每一个人在比特币世界里可以有茫茫多的银行卡，而且每张银行卡并不与你本人任何身份信息绑定，这就是比特币的匿名性。任何人只要有这个私钥，也就是密码，就可以操纵对应银行卡，也就是公钥里的比特币。

现在Alice要向Bob转账5btc，Alice会把这条信息用自己的私钥加密并发送到Bob的地址，也就是Bob的公钥，其实就是Alice先使用Bob的公钥加密一层信息，把这条加密后的信息再使用Alice自己的私钥加密一层，这时信息已经被加密了两层，一层是Bob公钥，一层是Alice私钥。大家收到这条信息以后，会用Alice的公钥来验证加密信息是不是Alice发送的，其实就是用公钥解密了Alice这层信息，从而验证了这条信息确实来自于Alice，但是这条信息还使用了Bob的公钥加密，Bob再用自己的私钥对这条信息进行解密，也就是用自己的密码打开了银行账号，也就是用自己的私钥打开了自己的公钥。

理论上如果你找到了一个私钥，那么你就是可以操纵其余额的，因为私钥是可以推出对应的公钥的，然后你就可以像上述一样对这个地址的记录进行数字签名，相当于就掌握了这个地址。反过来说，如果你的私钥丢了，那这个地址上的整个钱也就消失了，你想申诉？申诉个nothing，整个比特币世界是去中心化的，就没有中心机构可以申诉。

早期有很多用户不知道其中厉害，还将私钥保存在电脑里，结果被黑客入侵，私钥被盗，其中的比特币就全没了。所以，千万不要把私钥存在联网的电脑，可以写在纸上，再把纸放在鞋垫下面，这样不但安全、还能增高。或许有人担心，既然私钥是随机生成的，那么有没有可能大家生成了相同的私钥呢？有可能，nothing is impossible，但这种可能性有多小呢？小到了只有零可以与其媲美，所以大家不用担心私钥重合的问题。

现在要谈另一个重要问题，就是如何验证广播信息的真实性。也就是Alice广播说她要给Bob转5个币，但有可能她在骗人，因为她只有3个币，怎么能给Bob转5个？对呀，如何确认Alice的话是真的呢？以下我会把Alice当做你来说，这样你更有感觉、更有feeling。

如果要是有中心机构银行，那就好办了，就只要统计你的余额就好了；而比特币只储存交易记录，只验证这笔交易中涉及比特币的来源与去向，并不是对于你的余额进行检验。比如你要转账两枚比特币，这两枚的编号分别是1和2；系统并不关心你总共有多少枚比特币，而是检验编号1的比特币上次发送到了你的公钥，而且并没有再被发送出去，那这个比特币就可以被转账发送出去；编号2也同理，如果你只转账2btc，那么系统到此就判定结束了，如果你需要转账3枚，那么你就必须再援引一个btc的交易记录，我们说过，它记录了比特币诞生以来的所有交易记录，每一项资产和交易记录都是公开可查的！这就是公开透明的特点。别忘了，我们是与陌生人打交道，时时刻刻都是不信任。

事实上，Alice传达的信息中：我要给Bob转账5个btc。这5个btc都是有编号的，我们可以查这5个btc上一次是从哪里转到Alice这里的？这5个币有没有从Alice这里转走？如果都满足，那就表明Alice可以转走这5个币。所以比特币是一种去中心化的账本大家听出点意思了吧，比特币世界算你的余额，是算从你这个账户诞生开始每一笔收支，加减到现在你的正值，由于每一笔交易都是全网验证过的，每一笔交易的比特币都是有来龙去脉的，所以可以说它是相当安全的。当你在电脑上下载比特币客户端的时候，系统会一次性的下载所有交易记录，而且会验证一遍，一般需要一天一夜的时间，好麻烦啊；不过只要验证一次、就一劳永逸了。

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