区块链科普系列之三——去中心化概念与比特币支付系统

权力下放和比特币的想法

中心化：钱在银行

任何新技术的诞生都是为了解决一个问题。 区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库（这里指的是与比特币相关的应用），所以区块链的诞生主要是为了解决一个问题，答案是：去中心化。 要理解什么是“去中心化”，首先要看什么是“去中心化”。

想象一下，我们通常把工作赚来的钱放在哪里？ 除了压在枕头下，塞在鞋垫里，大多数情况下我们会把它们存放在银行、支付宝、微信等第三方机构。 存完钱后，银行会给我们开一个账户，告诉我们现在账户里有多少钱。

而当我们想买东西的时候，我们可以选择刷卡给商家转账，银行会帮我们记录账户资金的变化。

换句话说，银行似乎扮演着货币交易中心的角色，帮助我们管理财产。 我们愿意把钱交给银行，而不是每天背着麻袋现金，唯一的原因就是我们信任银行。 我们相信银行会如实记录我们的每一笔收入和支出，不会为了一己私利而伪造账目、挪用财产。

去中心化：比特币应用的目的

我相信银行没有错，但银行只是众多中心化机构之一。 除了把钱交给银行，我们通常也会把钱交给其他各种金融机构，比如P2P。 这还不如银行让人放心。 另外，不得不说，塞浦路斯银行事件告诉我们，即使是银行也不一定绝对可靠。

那么有没有什么办法可以让我们在不信任或依赖任何中央机构（无论是银行还是P2P）的情况下管理好自己的财产呢？ 除了把钱塞在床底下，需要的时候拿来用，聪明的中本聪还想到了另外一个办法。 他建立了一种新的货币体系——比特币。

比特币没有物理形式。 我们既看不到称为比特币的纸币，也看不到称为比特币的硬币。 它只是一种纯电子货币，因此比特币世界中不存在现金交易。 所有交易都是账户之间的转账，与我们通常的银行转账是一样的。 我们可以像人民币一样查询自己账户中的比特币余额，消费时可以将比特币从自己的账户转入商家的账户。

但与人民币不同的是，比特币的账本并不是由银行、支付宝等第三方机构统一存储和管理，而是分布在每一个使用比特币的用户手中。 也就是说，每个人的电脑里都有一个比特币账本，上面记录着全世界所有比特币用户的账户，相当于每个用户都扮演着世界银行的角色。 当一笔交易发生时，比如小金付给小果100个比特币，不仅小金和小果的账本会记录这个变化，其他所有比特币用户的账本也会反映这个变化。

显然，这种机制使得所有用户都没有必要依赖一个中心化的组织来记账。 既然每个人手里都有一本账本，就不用担心自己的账目被组织随意篡改。 所以，比特币的出现解决了我们开头提到的去中心化问题。 即使不依赖绝对信任的权威，我们仍然可以很好地跟踪我们财产的变化。

比特币长什么样

那么比特币到底是什么，如何使用，让我们有一个直观的体验。 正如我之前所说比特币如何转账到银行卡，比特币是一种没有实物形态的电子货币，它只记录在我们自己的账本上。 因此，要保存和使用比特币，首先要有一个账本。 通常我们将查看和管理自己账本的软件称为“钱包”。

就像我们要访问我们的电子邮件时，我们可以使用 Outlook、Foxmail、Becky 等客户端软件来访问我们的比特币账户，我们也可以使用多个不同的钱包客户端软件。 不同钱包的功能还是有一些区别的，后面会讲到。 现在以一个名为 Electrum 的钱包为例。

下图是我通过Electrum钱包软件看到的比特币余额和交易信息。 可以看到，7月8日，钱包中存入了第一笔款项，1比特币。 7月13日转了0.05个比特币，所以账户里还剩0.95个比特币。 直观吗？

那么我们首先如何拥有我们的比特币呢？ 一种方法叫“挖矿”，这方面的知识比较复杂，后面再说； 另一种方法是转移。 目前，比特币与股票、黄金一样，交易市场活跃。 我们可以用人民币在交易市场购买一些比特币，转入我们的钱包账户。

比特币公私钥加密

当我们第一次使用比特币钱包时，钱包软件会自动为我们生成一个私钥，并根据这个私钥生成一个公钥。 还记得私钥和公钥的概念吗？ 这里用到了前面提到的知识。 公钥和私钥就像一对孪生兄弟。 用私钥加密的消息只能用公钥解密，反之，用公钥加密的消息只能用私钥解密。

我们可以把我们的钱包想象成一个真正的被锁定的钱包。 只有私钥才能打开锁，把里面的钱拿走。 所以即使钱包丢了，只要私钥没丢，别人即使找到了我们的钱包，也拿不走里面的钱。 或者你可以直接把私钥想象成我们银行卡的密码。

如果私钥是银行卡的密码，那么公钥就相当于银行卡的卡​​号。 当我们买东西需要付款的时候，只要知道对方的卡号，就可以把钱转进去。 同样，当别人要给我们付款时，我们也需要告诉别人我们的卡号。

总之，私钥是自己的，不能告诉别人，而公钥是公开的，只有告诉别人，别人才能往你的账户里打钱~

或者使用 Electrum 来演示。 下图中“收货地址”栏后面的一长串乱码叫做“地址”。 地址实际上是由公钥转换而来的。 我们也可以简单的把地址理解为一个公钥，或者就是我们的银行卡号。 私钥也是一长串乱码，这里就不展示了。

所以，如果我们想让朋友给我们转一些比特币，只要告诉他这个地址，让他往这个地址转钱就行了。

详细的比特币支付应用：去中心化和保密

让我们通过一个具体的例子来看一下比特币支付系统，以了解去中心化区块链是如何应用的。

还是以小金转100个比特币给小果为例。 小金会在自己的比特币钱包中进行转账操作，发出指令“从我的账户转100个比特币给小果”。 这个转账操作实际上包括两个步骤：

首先，钱包会自动用小金的私钥“签署”转账指令，相当于用钥匙打开锁着的钱包比特币如何转账到银行卡，表示我要使用钱包里的100元。

为了给小果转账，小金会输入小果的比特币钱包地址，这个地址也可以看作是小果的公钥。

接下来，这条指令被发送到Bitby网络，任何人，包括小果，都可以收到这条指令。 大家看到这条指令后，都会用小金的公钥来验证这条指令的有效性。 比如这个指令真的是小金发出的，小金钱包里的余额是否足够到100，指令的内容有没有被篡改等等。一旦大家确认这个指令没有问题，就会记录一个在他们的账本上求和：“小金的账户余额-100，小果的账户余额+100”。

以后小果要用这100块钱，他会像小金一样，先用自己的私钥“签名”这100块钱解锁，然后填上别人的公钥，把钱转给对方.

试想一下，假设有一个坏人小强，他也用小金的公钥解密了小金的转账指令，知道小金要转100个比特币给小果，于是想把这100个比特币的目标地址转给小果。 国家属于他自己。 那么修改地址后，他必须用小金的私钥重新签名，才能通过网络中其他人的验证。 但是小强不知道小金的私钥，所以这个方法行不通。 可以通过反复试验来完成吗？ 比如小强不断修改小金签名的指令，每次修改后都用小金的公钥验证修改，直到把小果的地址改成自己的。 只能说，真要试一试，恐怕这辈子时间都不够用。 因此，公钥加密机制为比特币转账交易提供了坚实的安全保障。