比特币原理探究

首都经济贸易大学信息学院课程名称互联网金融结业作业姓名：卢杰学号：22015070525日期：2015-6-7首都经济贸易大学信息学院计算机系制互联网金融——比特币绪论——比特币是什么比特币（Bitcoin，缩写BTC）是一种总量恒定2100万的数字货币，和互联网一样具有去中心化、全球化、匿名性等特性。向地球另一端转账比特币，就像发送电子邮件一样简单，低成本，无任何限制。比特币因此被用于跨境贸易、支付、汇款等领域。比特币由于广阔的前景和巨大的遐想空间，自2009年诞生后价格持续上涨，2011年币价达到1美元，2013年最高达到1200美元，超过1盎司黄金价格，有“数字黄金”的美称（目前币价约450美元）。比特币始于2008年神秘人物中本聪（SatoshiNakamoto）的论文《比特币始于2008年神秘人物中本聪（SatoshiNakamoto）的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统（中文版）》。在诞生后的六年里，比特币作为一种前所未有的新型货币，经历了无数的市场考验和技术攻击，始终屹立不倒。现在比特币已成长为一个在全球有着数百万用户，数万商家接受付款，市值最高达百亿美元的货币系统。比特币相关企业也吸引了来自上百家著名风险投资基金、公司、个人近十亿美元的风险股权投资，其中不乏传统金融巨头，例如：Visa、纳斯达克、花旗：《Visa，纳斯达克等巨头投资区块链公司Chain3000万美元》；万事达卡（MasterCard）：《万事达卡、纽约人寿保险加入数字货币集团新一轮融资》；高盛、IDG资本：《比特币公司Circle获5000万美元融资》；PayPal联合创始人，eBay联合创始人、高通：《初创比特币公司21获1.16亿美元巨额融资》；纽约证券交易所（NYSE）：《Coinbase正式完成7500万美元C轮融资》；雅虎创始人杨致远、李嘉诚旗下风投：《比特币商业交易平台BitPay融资3000万美元，估值达1.6亿美元》等等。亦有部分风投资金直接购买了比特币，例如在美国FBI对暗网黑市缴获比特币的拍卖中，硅谷最知名的投资人之一TimDraper（百度，Hotmail，Skype，特斯拉的领投人）斥资2000万美元购买了3.2万个比特币，美国的比特币投资信托基金（BitcoinInvestmentTrust）购买了4.8万个比特币等等。互联网打破了信息传播的地域和国家界限，信息自由极大地促进了人类经济、政治、文化的发展，比特币将进一步打破基于国家界限的金融和价值传播障碍，对全球造成深远的影响。加州大学金融学教授BhagwanChowdhry提名中本聪为诺贝尔经济学奖候选人时做了如下评价：我强烈建议把此奖项颁发给中本聪。比特币的发明简直可以说是革命性的。中本聪的贡献不仅将会彻底改变我们对金钱的思考方式，很可能会颠覆央行在货币政策方面所扮演的角色，并且将会破坏如西联这样高成本汇款的服务，彻底消除如Visa，MasterCard和Paypal他们收取2-4%的中间人交易税，消除费事且昂贵的公证和中介服务，事实上它将彻底改变法律合约的方式。一，比特币合法吗？1.1、比特币在法律上的定义目前虽然有部分国家政府认可比特币具有货币属性，但大多数政府不认可比特币是货币，而是将比特币定义为商品，各国政府对比特币的主要观点有：①美国商品期货交易委员会（CFTC）将比特币定义为大宗商品，与黄金原油小麦的归类一样。②中国人民银行等五部委联合发布的《关于防范比特币风险的通知》中，禁止金融机构介入比特币，但同时认为：“比特币是一种特定的虚拟商品，不具有与货币等同的法律地位，不能且不应作为货币在市场上流通使用。但是，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。”③美国纽约金融管理局（NYDFS）颁布BitLicense（比特币许可证），对开展比特币金融交易的企业实行监管。○4英国海关税务总署（HMRC）认为比特币是一种货币，对比特币交易免征增值税。但瑞典和德国等国家政府则一直都认为，比特币应该作为一种商品来加以对待。欧洲法院（EuropeanCourtofJustice）最终作出裁决，认为比特币应作为货币加以对待，而不是被视为一种商品，交易比特币不必像交易商品一样缴纳增值税。因此，比特币不是被政府禁止的非法品，而是一种政府认可的合法商品和投资品，甚至货币。1.2、比特币是庞氏骗局或传销吗？比特币交易市场的资金流向类似于股票市场，都是新投资者向不特定的旧投资者购买投资物（比特币或股票），任何新旧投资人都不能确保盈利。“庞氏骗局”的定义是：用后来的“投资者”的钱回缴给前面的“投资者”当作回报的吸纳资金行为，“传销”的定义是：通过特定上下线关系拉人头，吸纳并分配资金的行为。在比特币/股票市场中老人比起新人没有优势，都要靠自己的能力判断涨跌而盈利；而庞氏骗局/传销中老人比起新人有强制优势，老人强制从新人处获取资金。因此虽然比特币/股票市场和庞氏骗局/传销一样，都依赖后来者资金驱动，但比特币市场和股票市场属于同一类别，不是庞氏骗局或传销。很多人其实是把“泡沫”、“传销”、“庞氏骗局”三个完全不同的概念混为一谈。再说得直白一点，传销上线逢人说的就是保证你赚钱，一个月收益有多少，你交钱了，他就能从你交的钱里抽一部分好处（比如30%~50%）；比特币玩家和你说的是比特币投资风险很大，历史上有三次泡沫后大崩盘，跌掉80%~95%，买了就要做好归零的准备，你买了他没有任何好处（严格地说如果他持有比特币总量的万分之一，那他有万分之一的好处）。1.3、某些传销虚拟币和比特币的区别但需要注意的是，目前互联网上出现了大量由骗子公司控制发行的虚拟币，号称是比特币的模仿改进者，但实际上是传销或庞氏骗局（例如珍宝币、维卡币、摩根币等），或虽然不是纯粹的骗局，但被庄家高度控盘（例如鲨鱼币、谷壳币等）。这些骗子币与比特币的最大区别在于：比特币不属于任何人或组织，是一个无人控制的，去中心化运行的货币。而这些骗子币有明确的发行方，并被发行方完全控制。骗子币虽然也叫“币”，但和比特币完全是两码事。和开放代码的比特币不同，大部分骗子币都不开放代码，或者干脆连代码都没有，只是网站上的一个数字，发行方想改多少就有多少。骗子币往往有人卖力发帖推广，一般用上下线拉人头的手段吸纳资金。一个最简单的判断方法是，如果XX币由号称“实力雄厚”的XX公司发行，有着广阔的前景，并保证投资/挖矿收益高，许诺能涨能赚钱，要你花钱购买，那100%是骗子币。二、比特币是怎么运行的？从运行上来看，比特币实际上是一个互联网上的去中心化账本。2.1、中心化账本（银行）银行是一个中心化账本，账本存储在银行的中心数据库，上面写着：张三的A账号余额3000元，李四的B账号余额2000元。当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：①张三到银行，向银行提交转账要求。②银行通过银行卡密码等方式确认张三身份，并检查张三的A账号是否有足够余额。③检查通过后，银行增加一条转账记录：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元2.2、去中心化账本假设有这样的一个小村庄，大家不是靠银行，而是自己用账本来记录谁有多少钱，每个人的账本上都写着：张三的A账号余额3000元，李四的B账号余额2000元。当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：①张三大吼一声：大家注意啦，我用A账号给李四的B账号转1000块钱。②张三附近的村民听了确实是张三的声音，并且检查张三的A账号是否有足够余额。③检查通过后，村民往自己的账本上写：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元。④张三附近的村民把转账告诉较远村民，一传十十传百，直到所有人都知道这笔转账，以此保证所有人账本的一致性。2.3、去中心化账本（比特币）比特币用户在电脑上运行比特币客户端软件，这样的电脑称为一个节点（node）。大量节点电脑互相连接，形成一张像蜘蛛网一样的P2P（点对点）网络。当张三想要通过A账号转账1比特币给李四的B账号时，当张三想要通过A账号转账1比特币给李四的B账号时：①张三向周围节点广播转账交易要求：A账号转账1比特币给B账号，并用A账号的私钥签名。（A账号的私钥可简单理解为A账号的密码，只要知道A账号的私钥就能使用A账号上的比特币）②张三周围的节点通过A账号的公钥检查交易签名的真伪，并且检查张三的A账号是否有足够余额。③检查通过后，节点往自己的账本上写：A账号向B账号转账1比特币元，并修改余额：A账号余额=3比特币-1比特币=2比特币，B账号余额=2比特币+1比特币=3比特币。④节点把这个交易广播给周围的节点，一传十十传百，直到所有节点都收到这笔交易。比特币的去中心化公开账本称为区块链。这是比特币运行的一个最简化描述，当然比特币的实际运行远比这复杂，我们在后续会对其进行进一步讲解。2.4、不可复制的比特币在现实世界里，你给了别人100元钞票，你自己就没有了。但数字世界里的东西都是可复制的，你复制给了别人一个文件，你还有这个文件。你复制给了别人100元，你还有100元（这称为双花double-spending）。这导致在数字世界里的货币必须用中心化方式来管理，比如由银行的中心服务器来管理你的钱。但比特币解决了这个问题，你给了别人一个比特币，你就没有这个比特币了，如果你试图再付给别人一个比特币，周围的节点会检查你实际上没有比特币了，并拒绝传播你这笔非法支付。比特币的突破之处在于，第一次在数字世界创造了一种即不可复制，又不是中心化的东西。比特币和电子化的法币是完全不同的东西，比特币是首次出现的，真正的数字货币。网上的法币（支付宝或网银）并不是真正的数字货币，你在网银中的钱，只是现实中钞票的映射，根在现实中，而比特币的根在数字世界中。比特币是个不可逆发明。什么叫不可逆发明呢？就是它没有的时候也没什么，可它一旦出现，这个世界就无法回到没有它的状态。轮子、下水道、抽水马桶、齿轮、发动机、复印机、互联网、移动电话、传感器、社交软件等等等等，都是这种发明，没出现的时候，没有人会觉得这东西这世界少了什么，可它们一旦出现、一旦被发明，人们就开始用起来，一旦有些人开始用起来，这世界就不再可能缺这些东西，甚至人们会感觉没有它们就寸步难行。2.5、比特币去中心化的意义比特币网络由全体比特币用户共同控制，除非绝大部分比特币用户一致同意做出某个改变（例如规则修改或版本升级），否则任何人或组织都无法改变或停止比特币运行。中心化的问题很多，比如央行不需要经过你的同意，就可以无穷无尽地印钞票，掠夺你的财富；你在银行的钱，实际上不是你的钱，而是银行对你的负债。你并不总能从银行里取出你的钱，银行有可能一天只允许你取60欧元，甚至有可能强制没收你的存款。虽说私有财产神圣不可侵犯，但人们对此毫无办法。在比特币中这些劣行将不复存在，比特币是一个完全脱离银行，只依靠互联网运行的货币系统，即使是政府执法部门，也无法查封或没收比特币；除非彻底关停互联网，否则也无法封杀比特币网络。在比特币系统里，你能真正掌握你的钱，而不是通过银行间接掌握你的钱，比特币在人类历史上第一次用技术手段保证了私有财产神圣不可侵犯。三、什么是比特币挖矿，比特币是怎么发行的？3.1、什么是比特币挖矿比特币节点互相连接时，会从对方处获取自己没有的交易。但由于比特币长期积累天量的交易，两个节点逐条对照你缺了哪些交易/我缺了哪些交易，是非常困难的事情。为解决这一难题，中本聪发明了区块链（Blockchain）这一重要技术。节点借助区块（block）来同步交易，保证了所有节点数据的统一性，并通过竞争区块打包权（也就是挖矿）的方式，保证了区块链的唯一性。①区块和区块链一段时间内的交易打成的一个包称为区块，比特币全网平均每10分钟产生一个区块，每一个区块都链接到上一个区块，依次相连形成区块链。②以区块为单位同步交易数据区块从1开始编号，因此节点A连接节