2.1比特币及其朋友圈：加密数字货币

抽象地说，加密数字货币实际上是一些开源的区块链技术框架及其生态工具。它正在完成大亨或虚拟城市建设等游戏，让人们在这个复杂但完整的逻辑结构中玩耍。在游戏中，根据完整的用户管理，按照一定的逻辑，生成、管理、交换、转移，甚至销毁可以一一分离的数字单元。而这样的数字单位通常被称为积分、代币、硬币或加密数字货币。

我们都知道区块链实际上是一个完全分布式的、点对点的软件网络。在这个网络中，人们可以使用加密技术安全地发布应用、存储数据和轻松转移价值。网络上的价值可以和现实中的真实货币联系起来，所以区块链也是一个真实的价值网络。复杂加密技术的本质是对消息进行编码，使其他人无法解密。在由比特币、比特币现金、以太坊、莱特币等多种加密数字货币构成的价值网络中，加密技术发挥着核心作用，即加密技术将价值网络中的数千台计算机连接起来，形成一个安全的计算环境，大型分布式超级计算机。这台由数千台小型机器组成的超级计算机计算和维护一个账本系统和一个价值网络。没有中心化节点，也没有单一所有者。节点几乎或完全相等。

由于比特币最初的设计没有考虑全球大规模分布式应用系统的框架，在不断应用的过程中，很多性能缺陷逐渐暴露出来，所以人们会以实际情况为准。比特币技术的扩展产生了许多经过修改的、类似比特币的加密货币。随着比特币及其家族的逐渐发展，各种使用类似于比特币的技术开发的非正统数字货币（比特币替代品，altcoins），俗称“altcoins”，层出不穷。由于 2017 年 8 月 1 日的硬分叉比特币是数字货币吗，主流比特币也分裂为比特币现金（BCC）。

通常很多人会说，比特币的价值没有贵金属的使用价值和劳动价值支撑，比特币没有任何实际价值支撑。这种说法实际上在一定程度上（也是理论上）是有道理的。同样的原则也适用于现代社会各个国家的法定货币。事实上，现代国家的法定货币并没有真正的价值支撑。但唯一不同的是，法币是国家公权力背书的：法币是国家信用的背书，而一些法币（如美元）往往是原油等各种大宗特殊商品的标的物，所以大家都愿意用法币来换取价值。

时至今日，以比特币为代表的加密数字货币仍以法币为价值基准，尚未能够完全独立于法币而存在。人们也将尝试在VISA卡、万事达卡等信用卡产品中推广和应用数字货币。如果未来在政府和大型机构的支持下，打造一个足够大的完全基于加密数字货币的巨大市场或全球市场，各国央行也加入其中，有可能完全使用加密数字货币作为通用货币。一些国家已经尝试过，开始使用比特币来交换价值并购买产品和服务。

在中国乃至全球，打着加密数字货币旗号的传销币种类繁多，有的传销币是基于真实比特币技术的，更多的是假数字货币，不具备加密数字货币的性质，我们此处不再详述。下面我们简单介绍几个，让大家对各种加密数字货币有一个清晰的认识。

2.1.1以太坊

以太坊[1] 是一个开源、基于区块链的技术，具有智能合约功能的公共分布式计算平台。以太坊有自己的编程语言，智能合约（脚本语言）是以太坊最大的亮点。以太坊提供了一个去中心化的“图灵完备”虚拟机，即以太坊虚拟机（EVM），它可以将分散在整个网络中的公共节点组合成一个“虚拟”虚拟机。机器来执行这种图灵完备的脚本语言。

通常我们说以太坊（Ethereum），其实包含三个意思：

·以太坊价值协议；

·由以太坊价值协议构建的以太坊价值网络；

·运行在以太坊价值网络上的分布式应用及其生态。

以太坊还发行数字货币以太币以支持技术生态系统。以太坊的数字货币Ether，可以用来在以太坊价值网络中的节点之间转移，也可以作为参与节点共识计算活动的“助燃剂”，俗称“gas”。 Gas 是以太坊内部的交易成本机制，用于防止过多的无用交易、垃圾交易和网络资源浪费。每笔交易背后都有成本，这使得以太坊成为许多去中心化分布式应用所喜欢的底层区块链基础设施——任何转账都需要收费，并且可以标价出售！

(1）以太坊版本

正式发布版本为 Frontier 版本。之前的版本主要是概念验证版，统称为奥运版。官方稳定版是 Homestead，包括交易处理、交易费用和安全功能。 Metropolis 版本的使命是降低以太坊虚拟机 EVM 的复杂性，让智能合约开发更简单、高效、快速。 Serenity 版本旨在将共识算法从目前由硬件计算能力确定的工作量证明（PoW）转移到权益证明（PoS），并致力于提高以太坊分布式计算的高可用性和可扩展性。

2016年，由于去中心化自治组织DAO项目资产被盗，以太坊硬分叉分为现在的以太坊ETH和经典的以太坊ETC。

以太坊的版本信息总结如下：

(2）以太币

以太坊区块链中的价值代币称为 ETH，通常在 ETH 交易所上市。 ETH 用于支付以太坊价值网络中的交易费用和计算服务费用。

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(3）以太坊虚拟机

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊智能合约的运行环境，官方的EVM定义是Gavin Wood写的以太坊黄皮书给出了详细的描述。 EVM建立沙箱，将运行环境与主机的文件系统、网络和各种计算进程隔离开来。目前，这个EVM已经被很多编程语言实现了。

(4）智能合约

智能合约是以太坊的灵魂，承载着在不可信节点之间传递价值逻辑的使命。在以太坊价值网络中，智能合约是自动执行的脚本与业务和资产的状态一起传递的。智能合约的发行和转让需要以太币作为费用（即Gas），并且可以通过多种图灵完备的编程语言来实现。

(5）以太坊的表现

以太坊的所有智能合约都存储在公共网络上的每个节点中，以确保公平、透明、去中心化和不可篡改，当然这也会造成很大的性能损失。每个节点都需要做大量的计算来传输和存储智能合约，从而导致整个网络的价值传输速度放缓。研发人员曾考虑对区块链数据进行“分区”存储，但目前还没有好的解决方案。截至 2016 年 1 月，以太坊公网的交易处理能力约为每秒 25 笔交易。因此，网络性能、高可用性和可扩展性逐渐成为以太坊自 2017 年以来最高的重要技术课题。

(6）以太坊客户端和钱包

·Geth：用Go语言实现的以太坊客户端，也是以太坊基金会的官方客户端；

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·Jaxx：用于网络和移动的以太坊钱包；

·KeepKey：硬件钱包；

·Ledger Nano S：硬件钱包；

·Mist：以太坊桌面钱包；

·Parity：用 Rust 编程语言编写的以太坊客户端。

(7）企业以太坊

以太坊独有的智能合约技术和代币发行自动化技术使以太坊逐渐成为众多分布式应用的孵化器，并逐渐成为分布式去中心化应用的首选技术。

大多数人选择以太坊有两个原因：

1）应用工程开发者选择使用以太坊技术来创建分布式产品和服务；

2）非工程技术人员看重以太坊，其技术可应用于金融、保险、银行、法律事务、游戏、社交网络、政府监管、物流、物联网、人工智能等诸多领域等。

与比特币等区块链技术架构和生态系统相比，以太坊极大地满足了技术人员和非技术人员的共同需求。工程技术人员可以使用以太坊快速创建、设计、发布、部署和维护分布式去中心化应用。使用以太坊开发应用不需要太多密码学知识、大规模分布式系统设计框架等，工程成本和技术要求相对比比特币类技术框架低。对于非工程项目，技术人员可以轻松直接地使用以太坊的区块链浏览器和价值网络，尤其是通过工程师使用脚本语言修改智能合约来定制业务逻辑，从而达到自己行业的最佳性能。现代数字货币化技术快速升级、行业颠覆等。

[1] 以太坊由俄罗斯裔加拿大数字货币程序员兼研究员 Vitalik Buterin 于 2013 年提出，于 2015 年 7 月 30 日正式发布。官方研发机构后来由在瑞士注册的以太坊基金会完成。

2.1.2 比特币现金

比特币现金 (BCC/BCH) 是一种比特币变体，由于比特币扩容争议，于 2017 年 8 月 1 日硬分叉。 2017年7月20日，全球比特币矿工投票，近97%的矿工选择支持比特币改进提案BIP91，并计划激活隔离见证（SegWit）功能。

比特币区块链的第 478558 区块成为最后一个公认的区块，而新区块 478559 成为新的比特币现金区块 1。比特币现金钱包利用计时机制选择拒绝主流比特币 BTC 的区块。叉子。

比特币现金最大的特点是它完全继承了比特币原有的设计和技术框架，只是简单地将区块链的区块大小从原来的1MB扩大到了8MB。 2017年7月23日，比特币现金BCC期货价格为0.5BTC，分叉当天跌至0.1BTC。

硬分叉后的比特币现金与原始比特币区块链的主要区别如下（截至2017年8月8日）：

·硬分叉后挖出243个区块（比原链少904个区块）；

·新的比特币现金区块链的操作难度仅为原链的13%；

·原链的区块链规模增长920.比比特币现金链多19MB；

·挖比特币现金收益比挖原链收益高30%。

2.1.3莱特币

莱特币其实是从比特币的源代码演化而来的，或者说得更直白一点，就是比特币的简单变种。有一种说法，比特币是黄金，莱特币是白银。与比特币相比，主要变化如下：

1）发币总量增至8400万枚，比特币仅2100万枚；

2）理论出块周期提高到2.5分钟，比特币10分钟；

3）基本挖矿算法由比特币的SHA256改为Scrypt。该算法需要大量内存，一度能够抵抗集成电路矿机的高性能挖矿。

由于莱特币只是比特币的一个简单变种，莱特币也基本有比特币所存在的问题，比如区块膨胀的问题。然而，2017 年 5 月，莱特币在比特币之前完成了隔离见证，随后创始人李启伟宣布了莱特币的下一步战略：智能合约和原子级跨链交易所。这让莱特币的未来充满了可能性，而不是停留在纯加密数字货币的位置上。与比特币相比，莱特币有着明确的创始人。在很多发展的事情上，创始人的领导力和注意力还是很重要的。

我们来看看莱特币核心客户端。为了让大家更容易从第一印象中参考比特币，我们推出了一个带有界面的客户端，如下图所示。

看到界面，相信很多朋友都发现了。这与比特币的核心客户端非常相似。莱特币最初源自比特币。既然是开源系统，自然不会去重复造轮子。

2.1.4Zcoin

Zcash，又名Zcash，前身为Zerocoin项目，也是一种基于区块链的加密数字货币，其总量与比特币一样为2100万，也是通过PoW算法挖矿发行的. Zcash 最大的特点是：提供交易数据的隐私。我们知道，在比特币这样的系统中，交易数据是完全公开透明的，每个人都可以查询比特币中发生的所有交易，而 Zcash 隐藏了交易的发送者、接收者和交易金额，只有拥有查看密钥的用户可以访问此信息。有朋友会问，比特币不也是匿名安全的吗？每个人在比特币系统中只有一个钱包地址。这个地址只是一串字符。没有人知道地址背后的人是谁。更何况，比特币钱包地址几乎可以无限创建，这还不够隐私和安全？让我们来看看比特币的保密性到底出了什么问题。

1）比特币地址是匿名的，但仅限于比特币网络内。如果想通过交易所兑换法币，一般需要提供实名认证，比如身份证、手机号等。近两年比特币勒索病毒事件多起。事实上，即使攻击者获得了比特币，也很难通过合法交易。它是完全匿名交换的。

2）比特币的交易数据完全公开透明。虽然钱包地址本身是隐藏的，但所有的交易数据都是公开的、未加密的，并且与交易的地址等相关联。再加上对数据包的分析，找到对应的IP地址等信息，有一个方法来定位背后的近似身份。

目前比特币有一些做法，比如混币，可以进一步提高交易信息的隐私性。所谓混币，就是在一笔交易中包含大量的输入输出。目的是分解交易信息，尽可能难以找到输入和输出之间的相关性。一些工具软件可用于有效的货币混合。操作。当然，我们提醒大家，大家可以多关注一些实现的技术原理，不要轻易实现这些做法，毕竟这样的操作会涉及到一些法律问题。

那么，零币靠什么来实现？具体来说，Zerocoin 使用一种称为零知识证明的机制。什么是零知识证明？了解一下吧，其实我们在生活中经常会遇到，举个例子吧。

Alice 有一组保险箱密码，但 Bob 不相信。爱丽丝这个时候怎么证明呢？如果你告诉 Bob 密码，让 Bob 自己试一试，当然可以证明，但是这种情况下，密码就会泄露。所以爱丽丝决定换一种方式。她让鲍勃坐在离她远一点的地方，然后在鲍勃面前打开保险箱，以证明他有保险箱的密码。在整个过程中，Bob 只看到了一个可证明的密码。结果，不用碰密码，这就是零知识证明的基本原理，生活中这样的例子很多。

对于 Zerocoin 系统，它基本上实现了一套协议。通过加密和解密技术，例如隐藏原始地址和交易金额，生成字符串代码，需要一些唯一的数据进行解码。得到。比特币可以将需要发送的交易转换成零币，再到比特币网络比特币是数字货币吗，进一步增强了比特币交易的隐私性。

2.1.5 数字货币发展总结

本书中的数字货币特指加密数字货币。比特币、以太坊和莱特币都是典型的加密数字货币。我们已经知道区块链技术是一个分布式账本系统，账本记录了资产的归属，而底层是一串数字，一串数字表示资产的归属。代表资产背书的普通数字要成为可流通的加密数字货币，必须满足以下三个基本条件：

·加密散列函数（如SHA256）;

·独特的、防篡改的链式数据结构，使用哈希函数的结果作为指针；

·非对称（公钥/私钥）密钥系统。

当普通账本数据具备以上三个特征时，普通账本数据具有加密数字货币的特征。在区块链技术中，共识机制和价值流通网络形成的价值环境的基础可以形成一种加密的数字货币（具体来说就是一种可以承载价值的分布式共享账本）。

当数字形式经过加密的哈希函数，哈希函数经过链式结构和非对称密钥加密后，初步会有数字资产（货币）的雏形，但是这样的数字资产需要一个流通网络，并且按照一定的共识机制，确保资产的安全性和有效性，进而构建价值网络。构建通用数字资产价值网络的共识机制包括以下5个要素（需要回答5个问题）。

(1）价值共识协议的5个要素

·谁来维护（存储/交换）价值交易记录簿？

·谁有权决定交易的合法性？

·最初的数字资产（货币）是谁？

·谁可以修改系统（共识）规则？

·谁可以从数字资产的交换流通中获利，有多少，如何？

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当数字资产形态在规划的环境中结算、交换并形成价值网络时，上述五个要素得到妥善合理的落实，加密数字货币体系就可以构建和运行。

(2）加密数字货币正在成为“数字黄金”

参考前面提出的价值共识协议的五个要素，我们来看看比特币的“数字黄金”：

1）每个人都可以访问和维护公共账本，新的交易记录广播到全网所有节点，每个节点将收到的交易数据写入区块链数据块，在任何节点收到新的数据之前数据块，所有交易记录必须经过验证（未付费，签名合法）；

2）写入节点是随机的，立即发送结果 数据块在全网广播，接收节点将自己的哈希添加到批准的数据块中进行背书；大部分资产是通过挖矿获得的；

4）比特币游戏规则由比特币核心技术团队、比特币矿工、投资人和比特币流通商共同协调，整个比特币社区决定设置和修改；

5）比特币的兑换流通使得获得记账权的矿工、流通节点和服务商能够获得一定的费用。

但是，比特币等加密数字货币成为“数字黄金”也是一条漫长的道路，也面临着各种挑战：

1）全球主要数字货币的经济规律（美国、中国等）仍存在诸多不确定性；

2）共识机制和游戏规则由数字货币软件核心开发技术团队和比特币矿工把控，每一次改变规则，都会有软软带来的资产变动风险和挑战。分叉/硬分叉；

3）比特币和各种加密数字货币本身的技术复杂性、成熟度、安全性和高可用性是一个不断进步和发展的技术研发过程。任何重大的技术更新或漏洞都会对这块“数字黄金”造成动荡和影响；

4）开源的底层技术架构和安全机制为各种黑客攻击提供了一定的便利，与黑客的斗争是一个持续的过程。

由于以比特币为代表的加密数字货币技术的兴起，尤其是数字货币所承载的价值足够大，可能对社会、经济和金融环境产生足够的影响。世界上许多主要经济体已经开始担心数字货币的影响并学习如何应对，逐步加强对数字货币的研究，部分尝试将数字货币相关活动纳入国家监管，并尝试使用数字货币货币技术改进传统金融法币加密数字货币。

中国人民银行明确将发行“数字货币”；日本内阁签署《支付服务修正法》，正式授予包括比特币在内的数字货币的合法支付地位；美国证券托管结算公司正在研究探索使用区块链技术；英国的英格兰银行正在试验各种基于比特币的分布式账本和数字货币。

我们正处于一个数字货币革命的时代，一个新事物的出现总会带来各种不可预测性，但我们应该坚信数字货币不会因为其不可篡改而被篡改。中心化的自然本质及其信任机制带来了思想和商业形态的变化。