比特幣之謎

1. 為什麼要發明比特幣？用來解決什麼問題？

比特幣是由一個代號中本聰的人在2009年發佈第一版本的，按其白皮書所說是針對互聯網時代交易的缺點開發出來，由於這個是官方答案，我就簡單整理以下三點：

• 互聯網因為見不到對方摸不到真錢，所以要有第三方記帳，負責之後把買家的真錢付給賣家
• 第三方為什麼要幫你記錄又處理真錢交易，當然要收你錢，所以你交易金額很小的時候，再付一筆錢給第三方的成本就讓很多人卻步
• 那如果不用真錢交易，用虛擬貨幣又容易複製，如何可以令賣方確保不是同一筆錢用完再用（double-spending）

中本聰想到這樣一個方法：

1. 防止同一筆錢用完再用，唯一的方法是知道之前所有的交易，所以每一個比特幣由生成開始都會記下所有擁有過它的記錄，就像一條鏈一樣，而且是公開的
2. 每一個比特幣都有兩組經過加密的亂碼，一組是擁有者本人知道（私鑰），用來簽名，另一組是大家都有（公鑰），用來檢查擁有者的簽名，確認他是否真的擁有這個幣
3. 每一次交易記錄都記下上一個擁有者的簽名加上交易時間，每次都包括了和上次的交易時間，那交易越多就越難修改所有公開記錄

想了解更多，可以下載論文原文PDF。

2. 真錢靠第三方如銀行驗証真假，比特幣都沒有一個集中機構，每部參與的電腦都是平等，哪麼誰來驗証呢？

由於區塊鏈的本質是每一部參與的電腦都是平等分散又同是擁有所有記錄，那就需要一個機制而不是誰去驗証真確的，可以加到整個網絡上。

傳統互聯網的安全系統上，如果你用很多資源去破解網絡，破解後你往往是最大收益者。你想像下，如果有一個機制令惡意的電腦破解後的收益比維護區塊鏈的少很多，那以利益至上的角度自然是參與網絡而不是破解。

這樣的制度，就需要靠某種方式來證明，誰有權得到一塊新的區塊；又或者是誰惡意加入錯的記錄，而且懲罰這個人，這就是共識機制。

那比特幣的共識機制是工作量證明和最長鏈機制。

3. 真錢是政府用防偽方法如使用特殊材質、油墨、雷射印刷來避免貨幣被偽造，那比特幣如何發行呢？

比特幣的發行就是基於共識機制來決定獎勵，之前提過所有記錄都是公開的，所以首先每隔一個時段（10分鐘，每條鏈都不一樣），系統都要生成一個區塊去打包記錄某部電腦（節點）在這段時間的交易記錄，再加到最長的區塊鏈中（最長鏈機制）並獎勵這部電腦新的比特幣，這就是同時發行比特幣，而且還有幫忙驗証交易的手續費獎勵，也是用比特幣支付。這個機制就是頂頂大名的「掘礦/挖礦」。

但是，區塊鏈上有這麼多人的電腦為了拿到新的幣或幣手續費爭相記賬，記賬的記錄肯定會有些不同，哪工作量證明怎樣解決這個問題呢？

工作量證明其實就等同你讀完大學，你要證明你有大學教授的知識，就要考試拿到大學畢業証書，掘礦上的工作你可以當是考試，拿到工作量證明就是拿到大學畢業証書。

那在比特幣中要考什麼樣的試呢？就是數學考試。大家都知道如果考試考題越難，你都考到高分，就更容易得到認同。掘礦也是這樣認為，就弄了一個非常難解答的考題，電腦當然就是提升其運算能力才能解答，普通電腦一般在這次考試都會輸，所以就興起了圖形處理器GPU和特殊應用積體電路ASIC這些硬件零件，這些機器就稱作「礦機」。這個過程很像開採金礦物，故稱為「掘礦/挖礦」。

比特幣後來被視作互聯網時代的數字黃金也與此有關，除了可以掘礦外，也與黃金一樣有限制產量，共2100萬粒比特幣。現在（2018年7月）每過 10 分鐘，就會產生 12.5 粒比特幣(由開始時的50粒減產一半兩次)。