本文适合刚接触比特币和区块链的读者。您不需要具备任何数学或计算机知识。
比特币价格涨跌互现，掀起引人注目且疯狂的市场走势。由此，区块链被推到了风口浪尖。新玩家不断进入市场。各种区块链数字货币层出不穷。区块链技术应用于各个领域。 ——的应用，甚至在科研领域应用的可能性越来越多地被提及。
然而，比特币和区块链对于普通观众来说仍然难以理解。如果说“买10台挖掘机挖比特币”、“高价收集实物比特币”等情况只是笑话，那么利用区块链作为传销犯罪的工具，只能让人感叹传销犯罪分子的无孔不入。
无论你是吃瓜还是瓜子，你如何理解区块链和区块链数字货币？本文将分两部分来拆解这些问题：第一部分是区块链和比特币的本质；第二部分是区块链电子货币在后续发展中将面临的问题。
三个关键词告诉你什么是比特币。我们可以把比特币和区块链网络想象成一个游戏，玩家就是游戏的参与者。
电子签名
游戏中的每个玩家都可以拥有多个“钱包”，当然钱包里也有钱。但钱包是匿名的，并使用电子签名来识别和保护玩家。电子签名的作用是证明钱包是你的，你有权从钱包里花钱。电子签名分为两部分，一是公钥，二是私钥。在其他玩家眼里，公钥就是你的钱包，私钥就是你用来证明你每次使用都在花钱的东西。您必须保护它免受他人侵害！每笔交易，游戏都会使用公钥和私钥一起计算，证明钱包是你的，防止恶意玩家冒充你付款或冒充你收钱。
区块链
如果电子货币只是一个任何玩家都可以随意修改的虚拟数字，这肯定行不通。区块链是用来防止金钱凭空产生的武器，也可以防止金钱被恶意二次花费。
游戏将所有交易串在一起形成一个集中式账本。这个账本包含了从第一笔交易开始的所有账户，是一条交易链，这样游戏就可以知道每个钱包的余额，新的交易也必须包含在内。在这个账本中。任何凭空造钱的企图都会被识破，任何二次花钱的企图都不会被察觉。
但这个账本存在哪里呢？由于游戏没有中央管理者并且是去中心化的，因此原则上每个玩家都有一份账本副本。
每笔交易都必须得到所有玩家的确认。每个玩家都有责任确保系统的安全。然而，在实践中很难做到这一点。只有部分玩家可以进行此确认操作。这为恶意玩家创造了机会。您可以篡改并伪造自己的账本副本，从而造成混乱。因此，必须设计一种机制来增加伪造账本的难度，同时也使伪造账本易于识别。
哈希算法
这种防止伪造的方法就是哈希算法。
哈希算法可以将任何原始数据，无论是图片还是文本，映射到一个特定的数字，这个数字称为哈希值。如果数据被篡改，计算出的哈希值就会发生变化，从而解决识别伪造和防止伪造的问题。下载BT时使用的MD5码是一个哈希值，用于验证下载的视频没有被篡改，或者被植入病毒。
哈希算法也有一个随之而来的缺点。产生一个不易伪造的哈希值需要大量的计算机资源，没有人会自愿去做。游戏使用奖励货币来鼓励一些玩家计算哈希值，他们被称为矿工。时间上接近的几笔交易将被组合起来形成区块链的一个区块来计算哈希值，以确保账本难以被篡改。
当然，恶意矿工仍然可以伪造账本，然后重新计算所有账户的哈希值，然后让其他矿工复制他的账本，只要他的算力超过一半以上的矿工即可。但随着矿工数量的增加，这种情况发生的可能性越来越小。
比特币会受到攻击吗？破解比特币的想法是试图找到核心功能的弱点。例如：
攻击电子签名算法，窃取他人钱包里的钱；
攻击区块链，增加其他矿工的成本，减少矿工的数量，这样你就可以获得更多的奖励，或者尝试控制绝大多数矿工，这样你就可以恶意修改账本。
这些攻击可能通过什么方式进行？
1. 量子计算机
量子计算机比传统计算机更快。 2016年，谷歌和NASA建造了一台比普通计算机快1亿倍的量子计算机。当然，这项技术到目前为止还处于实验阶段。
电子签名技术中使用的公钥加密算法相对容易被量子计算机破解。恶意玩家可以尝试伪造钱包并窃取他人的钱。比特币技术的维护者已经考虑过这个问题。尽管目前大多数电子签名算法可能会失败，但仍然有一种名为Lamport 的签名算法可以抵抗量子攻击。
量子计算机的计算能力是惊人的，但是哈希算法仍然很难破解，所以依靠量子计算机来伪造账本仍然是不可能的。而且因为钱包也是用哈希算法加密的，所以恶意玩家想要窃取别人的钱其实并不容易。据估计，一台能够破解哈希算法的量子计算机需要1500多个量子比特，而目前的技术只能达到100多个量子比特。
虽然量子计算机听起来像是一个可怕的对手，但只有IBM和谷歌这样的大公司才有足够的财力和人力来开发和使用它们。恶意玩家使用量子计算机的可能性非常低。
当然，比特币只是最著名的区块链电子货币。后来出现的很多电子货币都将反量子计算融入到了设计中，比如2015年成立的IOTA。量子计算机破解电子货币的可能性并不高。
2.赶走竞争对手
恶意矿工还可能试图垄断所有奖励，试图控制游戏并重写账本，凭空为自己创造金钱。为此，他可能需要赶走其他矿工。怎么做呢？
他可以尝试让其他矿工买不起采矿硬件。他可以尝试提高电费来增加其他矿工的开支。他可以增加网络成本，让自己的网络比别人快很多，或者恶意减慢别人的网络速度，或者让别人的网络无法传输比特币交易数据。美国近期废除“网络中立”也会引发类似问题。
总的来说，这只会增加其他人的成本。这样，拥有更多计算资源、更大网络带宽、能负担得起电费的玩家就可以继续挖矿，更有机会掌控整个游戏。但这样的操作需要足够的财力，并不容易实现。
3. 摧毁信心
除了技术手段之外，还有对使用比特币进行实际消费的消费者信心的打击，主要是对比特币信用的打击。
虽然游戏的匿名性有助于防止个人隐私泄露，但也很容易助长黑市交易。不合理技术的使用也会为庞氏骗局提供便利。然而，当区块链技术应用于智能电网、物流系统等工业基础设施时，能够为用户带来收益，这需要大公司的投资和支持。换句话说，好的工具应该用在好的地方。
与此同时，采矿成本的增加已成为气候变化问题。据测算，2017年消耗的电力已占全球发电量的0.19%。 2019年，其用电量预计将超过美国全年用电量。一笔比特币交易消耗的电力足以为八个普通美国家庭提供一天的电力。不过，目前来看，未来的预期是，比特币挖矿的收益会慢慢变为零，参与挖矿的用户会减少，硬件设计得更加省电，这两者都会减少能源消耗。
普通货币以信任为基础，只有币价稳定才能用于交易。比特币也是如此。只有币值稳定、技术没有漏洞，才能获得大家的信任，并用它来购买商品和服务。目前，这一目标尚未完全实现，但一些设计者已经在采取行动，设计价格稳定性漏洞较少的新加密货币，以取代可能已经过时的比特币。
也许加密货币无论如何都会有其弱点，就像当前货币有其弱点一样。但设计师和开发人员仍在努力修复它，希望未来会变得更好。
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