一、概括***比特币***一种点对点的电子现金系统***论文的要点

导语

本课堂用通俗易懂的系列内容为大家呈现区块链与密码学领域相关知识。这里有知识也有故事，从感兴趣到有乐趣，点宽课堂等你来学。

这个系列中的课程内容首先从比特币着手进行入门介绍，再延伸至区块链的相关技术原理与发展趋势，然后深入浅出地依次介绍在区块链中应用的各类密码学技术。欢迎大家订阅本公众号，持续进行学习。

【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义、教材及互联网，版权归属其原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理。】

1.0

引言

我们先从一组小漫画聊起，先看看帅气的我（咳咳）和小明发生的故事。

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看完漫画，大家对用区块链记账有了大概了解嘛？其实在区块链运转机制中，当然不能用石头剪刀布啦！而是让全网节点比赛，看谁先算出一个前X位都是0的随机数，谁就获得记账权，我太难了…

举个例子：整个比特币网络要约10分钟才能找出一个前10位都是0的随机数，所以确保同时只有一个节点记账。

而如何确保多方互相都信任呢，第一大家一起“抄作业”，并放在自己的书包里（账本），第二确保“作业”在字迹上盖个印章，确保不被篡改。

说是照抄一遍，其实交易内容是可以被加密的，虽然密文全网同步备份，没有对应的私钥还是看不到——确保了数据私密性和安全性。（没有钥匙休想打开我的作业本！）

而在“作业”上盖章，这个“印章”则是比喻区块正文的对应Hash（Merkel根），Hash相关的知识点在后面的课堂中会讲到，只要正文被篡改了哪怕一丁点儿，Hash就会变得完全不一样，“大家”也就知道正文被篡改了。

就像是篡改作业的笔记，不管是橡皮擦掉、胶条粘掉、还是用涂改液涂掉，都是留下痕迹哦，而这种篡改内容就会被整个区块链系统无情地抛弃。

大家对区块链是不是有一丢丢了解了呢，下面我们言归正传，来看看区块链的“爸爸”比特币的诞生记！

1.1

比特币“破蛋”

2008年11月，一位化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）的人，在密码学论坛 metzdowd.com发表的一篇名为Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System（《比特币：一种点对点的电子现金系统》）的论文中首先提出了比特币。

2009年1月3日，中本聪发布了比特币系统并挖掘出第一个区块，被称为“创世区块”，最初的50个比特币宣告问世。

（比特币创世区块）

有趣的一点是，中本聪在创世区块中带上了一句话以证明这个区块挖出于2009年1月3日。是什么方式呢？看图~

（2009年1月3日《泰晤士报》头版）

中本聪将2009年1月3日《泰晤士报》中头版的新闻标题——Chancellor on brink of second bailout for banks（《财政大臣正处于第二次救助银行之际》）记在了创世区块中，而当时全球金融危机正在席卷欧洲，无人幸免。

当传统银行在金融海啸中挣扎之际，代表新一代支付方式的比特币创世区块诞生，貌似巧合的事情现在看来却意味深长，仿佛是命运的交接棒。

比特币趣闻之有史以来最贵的比萨

2010年5月22日，美国佛罗里达州程序设计员拉斯洛·豪涅茨（Laszlo Hanyecz）用10000个比特币，换了棒约翰（Papa Johns）比萨店的一个价值25美元的奶酪比萨。当时用于换取比萨的比特币目前价值高达605,000,000元人民币！

有趣的是，目前棒约翰（PZZA.US）在美股市值约为186亿人民币，10000枚比特币大约占棒约翰总股本的3.2%，妥妥股东前十，一辈子比萨吃不完啦！

备注：比特币价格取自2020年5月11日17：34

截止2022年，比特币运行了13个年头。

比特币无中央管理服务器，无任何负责的主体，无外部信用背书，系统软件全部开源，系统本身分布全球各个角落，就像是一个“三无产品”。

然而神奇的是，这样一个“三无”系统，十余年来一直都在稳定运行，没有发生过重大事故。在比特币运行期间，有大量黑客无数尝试攻克比特币系统，均无功而返。这一点也展示了比特币系统背后技术的完备性和可靠性。

随着比特币价格的一路走高，比特币风暴席卷全球。从比特币背后引申出的区块链技术，也逐渐成为人们探索的对象。希望将这样一个稳定可靠的系统应用到各类企业应用之中。

除了其背后的技术具备的扩展价值，比特币作为一种虚拟资产，也逐渐与现实世界中的法币建立起了“兑换”关系，于是也有了狭义的“价格”，如果从法币角度来看，其更像是一种“商品”。

比特币趣闻之我不叫加密货币

对于以比特币为大哥的众虚拟资产，一直有一个统一的称谓：加密货币（Cryptocurrency）。但加密一词是一个“未完成”的状态，有加密就必然有解密，难道还有解密货币？所以加密货币的称谓其实是一个误区。

Cryptography是“密码学”，包含加密技术和解密技术。消息即为明文，而被加密之后的消息，我们称之为密文。用某种特定的方式方法对其进行“伪装”处理，以隐藏其内容的过程，我们称之为加密（encryption）。当我们将密文转变为明文，这一过程我们称之为解密（decryption），所以Cryptocurrency应该译为“密码货币”。以后大家再见到“加密货币”记得要纠正哦~

【区块链与密码学】课堂第1-1讲今天就讲到这里啦，其实比特币最吸引人的是它十几年间创造的价格神话，比特币为何总是“大涨大跌”？又是谁推动比特币价格十几年间万倍增长？比特币系统完备性和可靠性背后又是靠什么技术支撑？

我们将在之后的第二讲详细拆解比特币背后的技术和比特币价格的细枝末节。敬请期待！

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二、怎么看显卡是不是矿卡

没有点亮过的显卡也有人买，那我能点点亮的要吗？

上图虽然不清楚，但应该是矿卡。因为：

所谓的矿卡就是挖矿的显卡，这里的“挖矿”是虚拟挖矿，一般有专业显卡来挖矿，挖到的矿其实就是比特币，用户用电脑下载挖矿软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后可得到相应比特币，多采用烧显卡的方式工作，所以耗电量较大。显卡矿卡通常都是ATI芯片的显卡，比特币倒闭了,那些矿工纷纷把自己平时挖矿的矿卡就拿出来当二手卖了。

三、比特币手续费

比特币的交易费用一般为：0.0001-0.0005BTC之间。当然，每个矿工和矿工协会所接受的额度是不一样的。有时候，大额的比特币交易是不需要手续费的，比如超过100BTC。小额的交易如低于0.01BTC则要收取一定量的手续费。当然，有的比特币客户端可以设置比特币交易费，如果你把交易费用设置的非常低，那么交易确认的时间会非常的漫长。

首先应该明白这个手续费是奖励给矿工的，以激励矿工继续挖矿为比特币提供足够的算力从而确保比特币网络的安全。目前矿工的主要收入是通过创造新的块（Block）来获得BTC的奖励，但是这个奖励每4年减半，随着时间的推移比特币交易手续费将逐渐取代比特币奖励。

什么情况下需要支付手续费？金额是多少？

比特币系统有一系列的网络规则，其中包含手续费规则，这一系列规则也就是“客户端要做什么”。当你使用Bitcoin客户端（钱包，Bitcoin-Qt）发送比特币的时候，整个过程大致分为以下步骤：

1.筹备你要发送的比特币

客户端负责收集你钱包（Bitcoin-Qt）里的比特币余额为支付做准备，因为你收到的每一笔比特币都存在你的钱包里面直到你花掉它们。

假如在OKCoin比特币提现3BTC与2BTC两次，它们在你钱包的记录是相互独立的，即一个3BTC和一个2BTC，而不是合并为5BTC（钱包只记录交易明细，并不将余额合并，但是你在钱包的界面上可以看到总的余额），随着时间的推移你的钱包里会积累许多这样数量不等的比特币，可想而知OKCoin比特币钱包里应该有成千上万条这样的记录了吧。所以当你发送比特币的时候钱包必须决定用哪些上述记录最适合用来本次发送。

在一次交易中你得到的比特币称为“输入（inputs）”，支出的比特币称为“输出（outputs）”，在你的钱包里存在多个输入和输出。

2.阻止大量微额（dust）支付冲击网络

如果你向OKCoin比特币交易平台充值小于0.01BTC（包括你钱包内部的资金变动）的话，你必须要支付0.0001的手续费。钱包在准备你的支付金额的时候有一个既定的规则，就是在众多输入（inputs）中筹备支付金额的时候尽量避免产生小于0.01BTC的金额变动（比如你要向OKCoin比特币充值5.005BTC，钱包尽可能的选择3+2.005或者1+1+3.005，而不是5+0.005）。

3.数额越大、币龄（age）越高优先级越高

如果你发送金额太小或者是你的比特币刚开采出来不久，那么你的转账就不再免费之列。每一个交易都会分配一个优先级，这个优先级通过币的新旧程度、交易的字节数和交易的数量。具体来说，对于每一个输入（inputs）来讲，客户端会先将比特币的数量乘以这些币在块中存在的时间（币龄，age），然后将所有的乘积加起来除以此次交易的大小（以字节为单位），计算公式：priority= sum(input_value_in_base_units* input_age)/size_in_bytes，计算结果如果小于0.576，那么该交易就必须支付手续费。这也是为什么你在OKCoin比特币提现的时候都要加一个0.0001的原因了，因为OKCoin钱包内的比特币转账频繁，比特币在块中的时间比较短，因此需要支付手续费。如果你确实有大量的小额输入，比如小矿工，又想免费转出，这时候你可以加一个数额大的、币龄大的比特币金额，就会将平均优先级提高，从而可以免费转出比特币。

4.每千字节的收费

在转账的最后客户端会计算本次转账的大小（以字节为单位），大小一般取决于输入和输出的数额大小，计算公式如下：148×输入数额+ 34×输出数额+ 10，如果该次转账的大小超过10000字节但是优先级符合免费的标准，那么仍然可以享受免费转账，否则需要支付手续费。每1000字节的费用默认是0.0001BTC，但是你也可以在客户端里进行追加，依次打开选项卡“设置>选项>主要”进行手续费的调整。如果你在设置的手续费小于0.0001BTC按0.0001算。当本条规则适用时将会取代步骤2的规则而不是累加。