比特幣的價值
2013年開始讀了中本聰的論文《Bitcoin - A Peer-to-Peer Electronic Cash System》，在半知半解的情況下了解了比特幣，2016年經濟學家諾貝爾經濟學獎獲得者，著名期權BS定價公式創造者麥倫-斯科爾斯受邀來騰訊大廈做演講，就專門講區塊鏈，覺得這是互聯網時代金融和騰訊結合的很好切入點。
2013年的時候，比特幣的價格不到200塊美金，如今在今天價格12000美金，最高點價格19000美金。過去的幾年比特幣價格上漲加速，收到越來越多的關注，大批用戶湧入，各國政府和央行不斷發出不同的聲音，導致價格波動劇烈。如何看待比特幣的價值？比特幣背後的技術當然價值無數，其也不是因為比特幣而出現的，卻也在比特幣系統中達到了完美結合，導致創造出了不可思議的價值。
比特幣成為價值儲存物的可能
黃金成為價值保值品、投資收藏品、抗通貨避險品的原因除了其全球存儲量有限（一定的稀缺性）及美觀不易損耗，還因曾經作為歷史上的實物法幣，即使現在退出了法幣的舞台，所有人仍然形成對它的價值認同（普通接受，可兌換）。從這個角度看，比特幣成為另一種價值存儲物的幾乎是肯定的，稀缺性（一共只有2100萬個），同時越來越多的人對其普遍接受，兌換更是一點問題沒有，它生來就是一個貨幣實驗，現正轟轟烈烈的進行著。每逢局部戰亂、經濟動亂、金融危機，避險資金湧入黃金等貴金屬，推高價格，可以預見下次金融經濟動蕩時期，大筆資金將湧入比特幣。估計五到十年後，比特幣將超越黃金成為更流行的避險投資品，或者說避險貨幣。中國政府為何打擊比特幣交易，禁止國內開發比特幣交易平台，因為國內外匯資本賬戶暫時不是開放的，很容易錢通過比特幣渠道就出去了，同時匿名的交易是不被監管層接受的。匯率不是自由浮動的國家估計都會禁止比特幣在該國流行。
不誇張的說，比特幣是人類知識文明的結晶，比經提煉的黃金等貴金屬，事實上更應受到所有人的認同。對於有些人來說，黃金不過是另一種石頭，只是在當前社會階段可以交易兌換價值，而對另外一些人來說，擁有比特幣是另一種的價值，如果它越來越被接受的話，它的價值會更大。比特幣存在於互聯網中，沒有人能摧毀它，除非摧毀了互聯網，不依賴於任何的政府權威，它代表的是自由主義和權威主義的一種對抗，一種極客精神。
如果你了解了比特幣如何運轉的，那麼你更會深入體會它的價值。下面分幾步介紹其背後的原理，涉及一些密碼學、數學等該用口語來表達，詳細的可參見列出的參考資料。
比特幣賬戶之間如何交易
用戶參與比特幣交易，通常通過某比特幣錢包（桌面客戶端或者APP，比如Blockchain wallet）。錢包會為用戶生成一對鑰匙，即私鑰和公鑰。普通用戶可以完全不在意這兩個，你可能需要記住是錢包的登陸賬號和密碼就好了。
私鑰是隱藏於錢包應用下的，你可以查看和備份導出，不可被外人知道，不然你的比特幣就會盜走。私鑰是一串由0和1隨機組成的256bit數字，通過每八位每八位的截斷，可以編碼為一串32個英文片語成的英文短語或者中文短語，這樣便於讀寫和記憶。私鑰是完全可以由自己定義的，比如通過拋256次硬幣，朝上朝下分別為0和1，則一樣有了256bit的數字。當時要保證它足夠隨機，這樣不容易被人猜到。嚴格的安全機制是在離線電腦下生成私鑰，同時保存備份私鑰的地方不要是電腦或email、雲盤等在線文檔，而是離線usb、手寫文件等同時保存至銀行保險柜。比特幣可不等同於銀行里的資產，賬戶密碼忘了可以到櫃檯用實名證明身份的方式拿回來，丟了忘記了私鑰，其關聯的比特幣則永遠找不回來了。
公鑰是由私鑰經過數學加密生成的另一個256bit數字，公鑰再經過加密和哈希hash，加入校檢位和特殊編碼映射而形成的一串英文數字地址，就是比特幣地址，比如 18iWVBbk8tA9bbipS1evviVLP4eE5ga51P（https://blockchain.info/address/18iWVBbk8tA9bbipS1evviVLP4eE5ga51P），別人要支付轉賬給你就是往這地址打款（比特幣地址相當于于銀行賬號，私鑰相當於銀行密碼+實名身份）。
當用戶創建交易支付的時候，它的錢包應用會用私鑰創建一個數字簽名，同時把將要支付給他人的金額、他人的比特幣地址等信息，包含在一起生成一筆交易（是一個數據結構），然後把這筆交易廣播給全網，任何節點拿到這筆交易都可以進行驗證。這個過程顯著不同於當前的的支付系統，比如銀行、微信錢包等。首先，比特幣網路和錢包是沒有直接記錄當前用戶有多少餘額的，所以它不是從你的餘額里扣掉你要的付款，然後給另一方增加相應的款數。用戶擁有的比特幣是分散在許多個稱之為UTXO的數據結構之中的（unspent transaction outputs未消費交易輸出），這些UTXO是在此之前你參與的各種交易的輸出(比如上次別人轉比特幣給你)，這些輸出屬於你名下並且你還沒消費掉。UTXO記錄了如下信息：
錢包應用會為用戶維護他比特幣地址名下的所有UTXO集合，通過建立一個內存資料庫進行索引，來達到快速查詢，同時匯總餘額顯示在前端界面。當創建交易時，從你名下選擇幾個UTXO，其金額總和必須大於等於你將要支付的數額，然後用私鑰對UTXO逐個生成數字簽名，這些構成了這筆交易的輸入（input），同時這筆交易的輸出(output)也是通過創建幾個UTXO來達到：其中一個UTXO會是你的找零，如果你的輸入金額求和大於需要支付的數額的話，零錢就存在在此UTXO中，另外一個UTXO是準備給你的支付對方的，顯然這個UTXO里的金額大小就是你的支付金額，同時它的鎖定腳本只有你的支付對方才能解鎖（包含了支付對方的公鑰等信息，只能用他的私鑰生成的數字簽名來解鎖）。所以一筆比特幣交易由交易輸入和交易輸出組合，交易輸入包含一些攜帶了創建者給出相關數字簽名的UTXO組成，而交易輸出則包含另外一些UTXO，不用說這些UTXO會在以後用作其它交易的輸入。
當錢包創建了交易之後，比特幣節點其就會將之廣播到其它網路節點，任何節點收到此交易，可以驗證此交易里的輸入是否合法，即對輸入里的UTXO，驗證給出數字簽名是否能解鎖對應的UTXO，如果正確合法則此交易輸入里的UTXO被移出未消費UTXO的大池子，並繼續廣播這筆交易，等達到大多數節點驗證成功，則該交易就算通過。在比特幣區塊鏈的下一個塊(block，在比特幣里也是一種數據結構)產生時，其就會被寫入區塊，並被永久記錄。
可以看到，比特幣支付的過程是通過消費一些UTXO和生成另外一些UTXO來進行的，而銀行系統呢，通過在你賬戶餘額實時減去支付金額，然後增加你支付對手的金額，如果是跨行，還需要利用銀行間的結算系統。UTXO可以是一個相當抽象的概念，裡面的嵌入腳本可以實現一定的規則，可以是一個智能合約，來達到雙方交易權益的分配。
數字簽名演算法用的ECDSA，Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，數學原理參見附註。
區塊鏈
比特幣的交易歷史等信息存在於一個個塊（block）中，各個塊按生成的順序連接在一起，每個後生成的塊包含指向前一個塊的指針（準確的說法是前一個塊的頭部hash值），形成一個鏈條，故而成為區塊鏈。塊也是一個數據結構，由塊頭部(block header)和包含在塊中的交易記錄集合組成。
塊的生成，是礦工通過挖礦來實現的，所謂挖礦就是一個猜數遊戲，其要找到一字元串，放入塊頭部自定義位置處使其哈希Hash運算結果滿足一定條件，則挖礦成功。這個礦工便獲得一定數額的比特幣獎勵和包含在塊中所有交易的手續費（交易的手續費由交易的輸入金額和減去交易輸出金額和，沒錯每次創建交易，交易輸入的UTXO金額和與輸出UTXO金額和不是相等的，其差額就是手續費，沒有手續費，礦工可能不會幫你寫入塊中，礦工優先寫入高手續費的，意味著你的交易可能要延後很久才處理）。這個猜數遊戲如此的難——而且難度係數動態調整的，隨著更多挖礦節點的加入，其難度會提高——以至於現在挖礦的硬體設備投入巨大。
挖礦
比特幣創立之初每建立一個區塊就釋放50個比特幣獎勵，而後每隔210000個塊獎勵數量減半，25,12.5，一直遞減....因為比特幣創建交易的金額必須是整數，其單位是1中本聰，而1比特幣=10^8中本聰，一個等比數列計算可得到比特幣的最終規模為20999999.9769個比特幣，接近2.1千萬。挖礦的規則是通過加密函數SHA256對塊頭部做Hash運算(所謂Hash運算，給定一個字元串，其將生成一個整數，不同字元串hash結果值是不同的，相同字元串則結果值相同，而且反過來，隨機給定一個數，微乎其微的概率找到能生成該數的字元串)，其結果h是個整數，介於0~2^256-1之間，如果h小於目標值target，則認為挖礦成功。通過不斷變化塊頭部里的自定義字元串，使hash結果值h不斷變化，直到撞運氣得到h小於target，挖礦節點則獲得獎勵。計算資源越多概率越高，對於當前的計算難度，普通電腦窮盡宇宙起源至今都無法完成。target是個動態調整的值，根據最近2016個塊的平均生成間隔時間和目標時間10min的比值來調整，每隔2016個塊調整一次。如果最近塊生成過快，則下調t的值，這樣找到滿足條件的h會更困難，意味著要計算更多時間。挖礦是個工作量證明proof-of-work，這設計為全網路節點達成共識提供準則，即保證了各個分散的比特幣網路節點在此規則下最終創建的區塊鏈是一致的。挖礦獲得比特幣是種激勵手段，為了是對期間發生的交易做確認並寫入塊，另外挖礦同時獲得塊中交易提供的手續費，按照當前速度，在2140年左右，所有幣挖完，到時挖礦的獎勵只有全網交易的手續費了。
共識concensus與分叉fork
當某節點挖到了一個新塊時，比如塊編號34253（從初始塊0編起，也稱塊高度Height），這個新塊立即被廣播給其它節點，其它節點會驗證它是否合法，如果合法則繼續廣播出去，同時放棄該塊的挖掘開始下一個塊的挖掘。廣播一個塊當然需要些網路時間，這時候別的節點可能也挖到這個塊（塊與塊裡面的信息不必相同，甚至包含的交易不同，如果指向同一個父塊，則它們需要競爭），那麼節點有時會收到2個新塊，而且都指向同一個父塊，這時候節點將同時接受這兩個塊，並造成了鏈出現了分叉，這時候計算哪條鏈的累計proof-of-work工作量比較長（從初始塊算起），長的作為主鏈，另一個作為次鏈。節點繼續接受新的塊，等下次新塊來時，可能是續在主鏈或者次鏈，計算累計工作量哪個長，長的作為主鏈，不斷重複這個過程，因為每個節點都按照最長累計工作量的鏈作為主鏈，最終各個節點的區塊鏈是一致的。那些被pk掉的塊將無效，其裡面如果存在未被寫入的交易，釋放重新回到交易池中，等待被包含到新的塊中。那些剛創建的塊可能是不穩定的，但越久之前生成的塊就越穩固，如果已形成全網共識時，將不可更改。分叉不會導致你交易無效，只是會可能被放在不同塊里。
挖礦就是工作量證明、共識過程的通俗說法，就是對全網發生的交易做一次結算，比特幣網對結算的時間定為10分鐘，如果過短，則發生分叉的概率比較高，但交易被全網確認會更快，所以是個折中。這也是引發比特幣社區爭論很久，並且導致比特幣網路在2017年8月1號發生硬分叉生成了BCH幣的主因之一。比特幣的塊太小設為1M大小，其容納交易的數量很有限，隨著比特幣的流行交易堆積嚴重(太多交易以至於放不進塊)，交易手續費一路走高，前面提到過交易手續費是交易的輸入減去輸出的差值，如果你想網路儘快確認你交易，你只能提高手續費，這樣你的交易會被優先處理。有人的地方就有江湖，比特幣此挫折在當時被認為去中心化岌岌可危，遭遇創立以來最大的危機。有人反對擴容，有人要擴容，最後導致分裂，在2017年8月1號，通過硬分叉，形成了兩個鏈，另一條成為新幣Bitcoin Cash，簡稱為BCH幣。BCH作為對比特幣的完善補充，比如塊大小擴到了6M，交易確認更快同時手續費更低。BCH的價格雖遠不及BCT，但是其也開始流行了，當前價格1800美金，最高接近4400美金。
分散式、去中心化
雖然比特幣的挖礦時間間隔10分鐘，但不是意味著你支付轉賬需要等10分鐘，創建交易是立即的，同時廣播出去收到幾個節點的驗證(valid)成功，基本上可以認為交易完成。10分鐘一次是確認(confirm)你交易，寫入不可更改的塊中。因為比特幣通過維護一堆UTXO(未消費交易輸出)的集合，而不是從餘額扣除你的金額，所以很好的適用於分散式式，不需要對賬戶餘額加鎖以應付分散式處理，不需要中間商做類似銀行結算，直接達成了點對點的支付。當然除非面對面支付，目前在網路上購買比特幣需要交易網站或交易所做一定的信用擔保，不然先付款方可能遇到耍賴方不發你對等的商品。
最後的話
比特幣價格近來波動劇烈，尤其在各國在對其表態期間。比特幣的價格是否高得離譜，是不是會更高，是不是一場騙局，是不是終究雪崩灰飛煙滅？!比特幣的新增數量是遞減的，按照貨幣增發適應經濟增長速度，經濟體通常是高速增長到低速增長到穩定的，比特幣實際上是通縮的貨幣.通縮的經濟體樣本比如過去的日本,但是貨幣理論無法證明通縮就是錯誤的，而是提倡避免通縮，用超發貨幣刺激經濟已是全球當前共識，貨幣持續增加是常態是錯是對評估太難，雖然芝加哥學派主張穩定透明的一定貨幣增長率。比特幣堪稱一件藝術品，是一場創新性的貨幣實驗，對其估價如同對世界名畫做估價，不了解不喜歡的人，自然認為嚴重不符當前價格，對其認同和偏好的人，比如有些人就是如同欣賞畢加索一樣欣賞比特幣的創立者中本聰的，認為其當前價格是值得的，甚至都是低估的。比特幣的投資收藏功能或是短期投機需求大概率是會持續的，它將衝擊黃金等投資品。了解比特幣背後的計算機和數學理論，當然你就更懂得了比特幣。對我來說，2013年偶然讀了中本聰的論文，知識的貧乏，目光的短期，我沒有理解到它的精髓，造成了今天依舊貧窮。如果當初我買了1000個比特幣，我就現在給關注此公眾號的讀者們每人發一個。
參考：
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