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比特币的去中心化账本是如何实现的?

比特币与银行的数字存款最大的区别在于,比特币是一个没有中心机构的支付系统,而银行则是由政府监管的中心机构,这个中心机构掌控着所有的交易信息。那么比特币的这个账本到底是由谁来记账,又如何是如何来记账的呢?

1.众所周知,在比特币的系统里,是通过大家一起记账来完成的。中心化机构的记账体系就像最近看的《如懿传》,娴妃拿到了协理六宫的权利,六宫的吃穿用度都有娴妃来掌控,其他妃嫔自然觉得不公平,但是也无能为力。而比特币的去中心化记账体系要做的是所有人一起记录账本,交易记录公开,每个人对每一笔记录进行监督,自然这种记账形式更加公平。

那么问题又来了,这种去中心化的账本是如何记账呢?

有些人可能会提议,就轮流来记账吧。你可以想象一下,这个星期皇宫的账本由皇后记录,下个星期由娴妃记录,下下个星期由嘉嫔记录……。看上去还有几分道理,但是你忽略了一个问题,在互联网的世界里,记账的不是一个个的人,而是很多个的节点(计算机),并且一个人可以注册很多个节点来参与记账,在互联网上注册成本几乎为零,这样不也就没法实现去中心化的吗?比方说,嘉嫔一个人控制着5个节点,其他每个宫都只控制一个节点,一旦嘉嫔想要更改账本,岂不是轻而易举吗?

这样的记账模式由于创造节点的成本低,也就导致着攻击成本低,所以说这种轮流式的记账方式,是无法实现去中心化的。

2.比特币系统又该如何记账呢?中本聪的解决方案是工作量证明(POW)。这种模式要求节点完成一定的工作量才能拿到记账权。

如何理解这种记账形式呢?

同样拿《如懿传》来理解。为了避免六宫因记账这件事,引发宫斗,皇上给六宫设计了一系列数学题,规则是谁先答对第一题,第一个星期就由谁来协理六宫,账本就由谁来记录。第一个星期娴妃最先答对,于是这个星期就由她来掌管,同时皇上又开始发放一个新的题目,就这样整个过程一直重复下去。为了鼓励各宫记账,皇上给拿到记账权的嫔妃奖励100两月银。

工作量证明的优势在于攻击成本变得越来越高,需要控制51%以上的算力,即便嘉嫔有5个节点,但是她数学不好,算力不强,同样是拿不到记账权的。就这样比特币中的区块也就随着每一个新节点开始形成了新的账本,攻击成本高了,自然而然安全性也就高了。其实这也就是挖矿的过程。

3.可能大家又会有这样的问题,比如嘉嫔与娴妃几乎同时算出了数学题怎么办呢?也就是说两个节点同时得到正确答案,又该将记账权交到谁的手上呢?

比特币的分叉问题就此出现,解决策略则遵循最长链原则,也就是说哪条链上产生的新链越长,就根据更长的链继续记账,另外一条则会被抛弃,所以最终所有的交易都会记录在一条链上。但是有些情况还会产生硬分叉,两条链因为共识规则的修改而产生永久分开的两条链,比如BTH(比特币现金)就是从比特币硬分叉而产生的。所以说,比特币的工作量证明既能保证去中心化账本的记录,又能达到所有节点的共识,即便发生硬分叉也能保证自己的权利掌控在自己手中。

总之,比特币就是通过工作量证明来形成一个去中心化的大帐本,虽然总有人拿比特币的耗电大、效率低,来打击工作量证明这个共识机制,但是请问又有哪一种共识机制可以取代工作量证明带来的去中心化账本呢?只不过也希望未来的比特币可以找到解决耗能与效率问题的好方法。


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