比特币的毕业论文

导语本课堂用通俗易懂的系列内容为大家呈现区块链与密码学领域相关知识。这里有知识也有故事，从感兴趣到有乐趣，点宽课堂等你来学。这个系列中的课程内容首先从比特币着手进行入门介绍，再延伸至区块链的相关技术原理与发展趋势，然后深入浅出地依次介绍在区块链中应用的各类密码学技术。欢迎大家订阅本公众号，持续进行学习。【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义、教材及互联网，版权归属其原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理。】引言我们先从一组小漫画聊起，先看看帅气的我（咳咳）和小明发生的故事。-2--3-看完漫画，大家对用区块链记账有了大概了解嘛？其实在区块链运转机制中，当然不能用石头剪刀布啦！而是让全网节点比赛，看谁先算出一个前X位都是0的随机数，谁就获得记账权，我太难了…举个例子：整个比特币网络要约10分钟才能找出一个前10位都是0的随机数，所以确保同时只有一个节点记账。而如何确保多方互相都信任呢，第一大家一起“抄作业”，并放在自己的书包里（账本），第二确保“作业”在字迹上盖个印章，确保不被篡改。说是照抄一遍，其实交易内容是可以被加密的，虽然密文全网同步备份，没有对应的私钥还是看不到——确保了数据私密性和安全性。（没有钥匙休想打开我的作业本！）而在“作业”上盖章，这个“印章”则是比喻区块正文的对应Hash（Merkel根），Hash相关的知识点在后面的课堂中会讲到，只要正文被篡改了哪怕一丁点儿，Hash就会变得完全不一样，“大家”也就知道正文被篡改了。就像是篡改作业的笔记，不管是橡皮擦掉、胶条粘掉、还是用涂改液涂掉，都是留下痕迹哦，而这种篡改内容就会被整个区块链系统无情地抛弃。大家对区块链是不是有一丢丢了解了呢，下面我们言归正传，来看看区块链的“爸爸”比特币的诞生记！比特币“破蛋”2008年11月，一位化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）的人，在密码学论坛 发表的一篇名为Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System（《比特币：一种点对点的电子现金系统》）的论文中首先提出了比特币。2009年1月3日，中本聪发布了比特币系统并挖掘出第一个区块，被称为“创世区块”，最初的50个比特币宣告问世。（比特币创世区块）有趣的一点是，中本聪在创世区块中带上了一句话以证明这个区块挖出于2009年1月3日。是什么方式呢？看图~（2009年1月3日《泰晤士报》头版）中本聪将2009年1月3日《泰晤士报》中头版的新闻标题——Chancellor on brink of second bailout for banks（《财政大臣正处于第二次救助银行之际》）记在了创世区块中，而当时全球金融危机正在席卷欧洲，无人幸免。当传统银行在金融海啸中挣扎之际，代表新一代支付方式的比特币创世区块诞生，貌似巧合的事情现在看来却意味深长，仿佛是命运的交接棒。比特币趣闻之有史以来最贵的比萨2010年5月22日，美国佛罗里达州程序设计员拉斯洛·豪涅茨（Laszlo Hanyecz）用10000个比特币，换了棒约翰（Papa Johns）比萨店的一个价值25美元的奶酪比萨。当时用于换取比萨的比特币目前价值高达605,000,000元人民币！有趣的是，目前棒约翰（）在美股市值约为186亿人民币，10000枚比特币大约占棒约翰总股本的，妥妥股东前十，一辈子比萨吃不完啦！备注：比特币价格取自2020年5月11日17：34截止2022年，比特币运行了13个年头。比特币无中央管理服务器，无任何负责的主体，无外部信用背书，系统软件全部开源，系统本身分布全球各个角落，就像是一个“三无产品”。然而神奇的是，这样一个“三无”系统，十余年来一直都在稳定运行，没有发生过重大事故。在比特币运行期间，有大量黑客无数尝试攻克比特币系统，均无功而返。这一点也展示了比特币系统背后技术的完备性和可靠性。随着比特币价格的一路走高，比特币风暴席卷全球。从比特币背后引申出的区块链技术，也逐渐成为人们探索的对象。希望将这样一个稳定可靠的系统应用到各类企业应用之中。除了其背后的技术具备的扩展价值，比特币作为一种虚拟资产，也逐渐与现实世界中的法币建立起了“兑换”关系，于是也有了狭义的“价格”，如果从法币角度来看，其更像是一种“商品”。比特币趣闻之我不叫加密货币对于以比特币为大哥的众虚拟资产，一直有一个统一的称谓：加密货币（Cryptocurrency）。但加密一词是一个“未完成”的状态，有加密就必然有解密，难道还有解密货币？所以加密货币的称谓其实是一个误区。Cryptography是“密码学”，包含加密技术和解密技术。消息即为明文，而被加密之后的消息，我们称之为密文。用某种特定的方式方法对其进行“伪装”处理，以隐藏其内容的过程，我们称之为加密（encryption）。当我们将密文转变为明文，这一过程我们称之为解密（decryption），所以Cryptocurrency应该译为“密码货币”。以后大家再见到“加密货币”记得要纠正哦~【区块链与密码学】课堂第1-1讲今天就讲到这里啦，其实比特币最吸引人的是它十几年间创造的价格神话，比特币为何总是“大涨大跌”？又是谁推动比特币价格十几年间万倍增长？比特币系统完备性和可靠性背后又是靠什么技术支撑？我们将在之后的第二讲详细拆解比特币背后的技术和比特币价格的细枝末节。敬请期待！关注点宽学园，每周持续更新区块链系列课程，小宽带你进入区块链世界。FOLLOW US© DigQuant点击“阅读原文”，登录官网，一起解锁更多金融科技姿势：涵盖 Python 、 金融基础 、 量化投资 、 区块链 、 大数据 、 人工智能 。 Dig More, Learn More！

行情就是一个大舞台，不是所有的故事都可以陈述，人是需要的某种信念来激励和约束的，人静而后安，安而能后定。过去， 在 无憾中微笑，才美丽；博弈，在眼泪中微笑，才多姿；成败，在坚强中微笑，才精彩！

我相信有很多刚入币圈的的朋友仅仅知道比特币是一种货币，对于他的发展过程一无所知，其实这样并不是一个好的现象，了解一个币种其产生的过程局长觉得是有必要的，这对于你在币圈来说，会有更深刻的见解和认知！那么现在给朋友们科普一下比特币的由来。

一、萌芽期：（2008~2010）

2008年，美国雷曼兄弟公司破产，继而引发金融危机，蔓延到全球。

2008年10月31日，一个化名为中本聪（SatoshiNakamoto）的极客发布了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System），“比特币”这个概念第一次出现在世人面前。在这篇论文中，中本聪描述了一种分布式账本，以及比特币的点对点流通模式。

2009年1月3日，中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了第一批比特币，创始区块诞生，比特币横空出世。

然而，在最初的那段时间，这个奇思妙想成真后却并没有吸引很多人前来尝试，因为比特币的价值何在、比特币背后的技术是否值得信赖，这些问题人们仍然感到十分疑惑。所以，当时在比特币网络上挖矿的人非常少。

一个关键的时间点在2010年5月到来，一个名叫Laszlo Hanyecz的程序员用1万个比特币买了价值25美元的两份披萨。披萨事件在今天看来不可思议，人们会震惊于那1万个比特币竟然就只换来两份吃食。但是其意义却无比深远，因为这次交易，意味着比特币第一次拥有了价格和汇率，而且，这也是首个用虚拟货币支付现实商品的案例。7月，比特币首次被 科技 媒体Slashdot报道，吸引了大批用户。

自此，比特币才真正为人们所正视，进入了大众的视野。

中本聪等社区元老，并非如同之后那些将比特币视为利益工具的人，他们凭借的是对比特币的信任和自由主义的理想主义情怀，没有他们比特币或将明珠蒙尘。所以，说比特币是自由主义信仰的产物也不为过。

二、生长期：（2011~2014）

2011年，数字货币市场上开始出现其他币种，比如后来与比特币分庭抗礼的莱特币。由于比特币的技术代码都是开源的，所以很多币种的建立都是在比特币的代码基础上加以改制，这样诞生的币种后来就被称作为山寨币。大部分的山寨币也像比特币一样，只能用于挖矿和转账，没有其他的具体用例，所以在后来都纷纷没落了。

其中一些存活至今的山寨币，因为有具体的应用场景或者亮眼的技术，才没有被抛弃，如狗狗币、莱特币等，但随着区块链技术的不断发展和各类新兴项目的出现，也逐渐式微，变得边缘化了。

在这一年，还有另外两件大事发生，首先是Mark Karpeles接手比特币交易所门头沟（），开始了它罪恶的一生；同年，暗网“丝绸之路”（Silk Road）建立，开始了比特币的黑暗轨迹。

由于市场上的比特币越来越多，交易量也随之增大，建立于2010的比特币交易所门头沟，一下子占据全球70%交易量份额，成为当时最大的交易所。但由于经营不善，门头沟的交易系统显得格外脆弱，几次三番维护优化依然无济于事，经常发生暂停提现与服务的事件。

2011年6月，门头沟受到第一次黑客攻击，但此后门头沟的经营者始终没能解决其交易系统的漏洞，多次被盗却隐瞒事实，不断用暂停服务和冻结交易以文过饰非。其平台上的比特币价格涨跌幅夸张，浮动区间非常大，而往往在这种时候门头沟就很容易出现问题，导致用户很难对自己的账户进行管理和操作。

2014年2月，门头沟上的比特币价格暴跌80%，用户却再一次很难将其提现；不久，门头沟一如既往地暂停了交易业务和提现功能。用户们蓄积已久的怒火终于爆发，但已无济于事，因为门头沟早已油尽灯枯，25日披露出其被盗85万个比特币的事实。

门头沟被盗85万个比特币，成为当时震惊全球的最大币圈新闻，也成为了比特币发展 历史 上难以抹去的一笔。门头沟破产之后，比特币价格骤降，而受到巨大损失的用户们也开始了艰难的维权之路。此事件一出，比特币市场受到了严重震荡，人们对于比特币和交易所的信任直降冰点，对比特币和区块链所宣扬的去中心化概念产生了严重质疑，整个行业开始笼罩在一片阴云当中。

比特币经历门头沟事件后元气大损，币价因之低迷了很久一段时间。两年后随着整个加密货币市场的回暖，比特币又焕发了勃勃生机；暗网也迎来了长达两年时间的稳定，其中流通的比特币，依然占据着整个比特币交易市场的最大份额。

三、扩容、分叉期：（2014~2017）

山寨币潮流之后，很多项目开始着眼于数字货币在点对点交易之外的应用，区块链对于应用领域的拓展开始了。比如受之前门头沟这种中心化交易所影响而诞生的第一所去中心化交易所比特股，采用全新的加密代码和共识机制，分发机制采用的也是当时新兴的ICO（Initial Coin Offering，首次币发行），类似股市中的公开招股，将代币当做股票进行融资。

ICO最早出现在2013年，Mastercoin（万事达币OMNI）是最早进行ICO的区块链的项目之一，起初的ICO募集的正是市值最高的比特币。这种分发方式引起了后来无数项目效仿，但进行ICO的项目中，也普遍存在着良莠不齐的状况，很多项目都是。

2014年，以太坊建立，开启了区块链的里程，公链技术的发展和运用使得区块链和数字货币可以应用到更广阔的的场景当中。以太坊虽然使用PoW共识机制，但代币“以太坊”的分发也是以ICO的形式，并取得了巨大的成功，成为市值 仅此于 比特币的第二大数字货币。

比特币的拓展问题迟迟没有得到解决，损害了很多矿工的利益。比特币社区的中坚技术力量core开发组提出隔离见证（SegWit）的建议，经过当时开发人员和矿工的一致协商，最终达成了“香港共识”：先对一部分区块进行隔离见证，将非隔离部分扩容至2M在进行隔离。

ICO、分叉币的繁荣是整个区块链市场繁荣的一种表象，其中的乱象亦是 层出不迭 ，空气项目、空气币的产生令投机者眼花缭乱辨别不清。同时缺乏监管也加剧了这些乱象的产生和猖獗。

2017年年末，比特币的价格出现了暴涨，在12月18日达到了19299美元的峰值。作为数字货币之首的比特币，反映了整个加密货币市场的风向，故各种代币也随着大行情暴涨了一波。整个冬天，加密币市场都是一派春意盎然。

四、迷茫期：区块链时代（2018）

2018年新年之后，高涨的行情开始回落，但回落了将近大半年也一直未见底，市场开始进入寒冬。在这一年里，比特币的市值也大幅度缩水，但比特币的网络依然在正常运行。

币圈很多人又开始了迷茫，很多项目也开始惶恐不安，但区块链技术始终未停下脚步，区块链时代到来。除去金融和商业公链领域，区块链的触手开始向非商业领域延伸，进入向版权、数据、医疗、食品、租房等深入 社会 生活的各个领域。

虽然总体而言区块链行业仍属于初级阶段，但对于比特币来说，似乎已经垂垂老矣。比特币依然会平稳运行下去，但其应用场景的限制将会令比特币逐渐成为一种保值手段。

然而比特币自身的发展是否会停滞不前或者到此为止？总体而言，有人完全不担心，认为这就是比特币的最好归宿，它不仅仅是市值第一的流通币种，更是一种象征和信仰；而有人认为，随着区块链技术的不断发展和应用范围的不断拓宽，比特币会逐渐失去现在的地位，被后来的币种取代。

比特币的未来如何，难以断言。

五、十年：追捧与质疑并存

比特币经过将近十年的发展，也获得了全球范围的众多认可，有些国家已经接纳了比特币，将其视为与法币同等地位的一种支付方式。

即使受到了很多认可，但在不同的国家，对于比特币这样的数字货币依然采取着观望甚至抵制的态度。很多人认为比特币虽然有区块链技术作为支撑，但和目前乃至以后的技术相比，它在技术这一方面的价值正在逐渐降低；比特币并没有具体的应用场景作为支撑，终究是一场泡沫，有很多商业大佬，如巴菲特、马云等，都表现出了不看好的态度。

比特币这十年，追捧与质疑并存，有很多人后来改变了看法，认为它并不是一场，也有很多人坚信，比特币依然是一场泡沫。但直到现在，比特币依然是数字货币市场的风向标，也依然是最广为人知的数字货币。

比特币它最基本的功能就是没有中间机构的 P2P ，或者说的更专业一点，比特币就是一个去中心化的 P2P。

黑客与赎金

美国当地时间5月15日华特迪士尼公司CEO鲍勃·艾格在ABC的纽约员工大会上揭露，目前迪士尼影业有一部即将上映的电影成片（加勒比海盗5）被黑客盗走。黑客要求迪士尼支付高昂的赎金，并且要以比特币的方式支付。

加勒比海盗5剧照（图片来自网络）

这不禁让人联想起了几天前那场突然爆发，在短时间内就蔓延至全球150多个国家的勒索病毒，中毒的机器也被黑客要求支付价值300美元的赎金，同样，以比特币的方式支付。

还未上映的美国大片、被加密的毕业论文、不能加油的加油站还有网上铺天盖地的关于比特币的新闻……我想，许多同学大概和我有了一样的感觉，那就是原本只出现在新闻中，价值逾万的虚拟商品，仿佛突然从虚拟世界走进了我们的生活。

科幻小说里关于虚拟货币的脑洞就要变成现实了吗，比特币会是我们的下一代“人民币”吗，比特币真的已经可以像别的小钱钱一样用来花了吗？~

要搞清楚这些问题，我们就先来看看为什么黑客啊、毒贩啊、洗钱啊各种听起来非常可怕的违法行为会如此青睐比特币呢？

黑客通过网络进行比特币交易（图片来自网络）

先让我们举个栗子：如果黑客对你说，把赎金汇到我在建行北京分行五道口支行开设的账号上来，那么他的结局大概就是，你的赎金还没汇到，他可能已经被朝阳群众押送到派出所了。所以，不能被追踪到痕迹的交易方式，是几乎所有违法交易都梦寐以求的，而比特币恰好具备了这一特性。

这还要从比特币所使用的区块链技术说起。

区块链技术，也叫分布式账本技术，是分布式存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术在互联网上的一种创新应用模式。简单来说，比特币会将它的账本（交易记录）放在所有安装了比特币应用的客户端（比特币钱包）上，同时通过哈希算法等加密手段来保证每个客户端交易的安全性和私密性，通过全网内超过50%的客户端对账本的审计来确认交易的真实性和准确性。

在目前的交易体系中，交易双方的信息和交易链路均保存在交易处理中心，监管方可以较为轻松的获取交易双方的信息（图片由作者绘制）

与目前的交易体系不同，基于全网记账的模式，交易双方不需要建立起彼此清晰的交易链路，只需要支付方在互联网上发布一条“我要付给某人1个比特币”的交易信息，无论互联网上如何传递这条消息，只要接收方收到了这个信息，并且得到了大多数客户端的认可，那么这1个比特币就从支付方的钱包扣除，并出现在接收方的钱包里。在整个交易流程中，交易链路仿佛变成了一个不透明的云团，交易的一方向云团中扔进去一个比特币，云团就会向另一方抛出一个比特币，而所有的监管和追踪手段，望着由无数信息交织而成的硕大云团，也只能是望而生畏了。

在比特币交易体系中，由于没有交易处理中心的存在，交易链路隐藏在整个互联网世界中，目前的监管手段无法对整个网络进行有效跟踪（图片由作者绘制）

显然，比特币无法被有效追踪的优势只对于某些怀着“不可告人”目的的人才有意义。对于奉公守法的我们来说，自然不会觉得政府、银行还有那些金融机构看着我用比特币买西瓜有什么不妥。比特币之所以会得到许许多多的人支持，也肯定不仅仅是因为这么一个原因。接下来就让我们看看比特币还有哪些过人之处。

几个关于比特币的脑洞

由于每一个比特币钱包都自动记录着整个交易市场的全部交易数据（简称总账），而且基于彼此间的共识机制就可以确定交易的真实准确。可以说，每一个比特币钱包都是一个具有完整的交易处理和核算功能的交易处理中心，因此由比特币交易体系也就不再需要银行、证券交易市场等平台来承担交易处理中心的作用，这便是许多比特币支持者津津乐道的“去中心化”。

它带给我们的好处显而易见：由于彼此就能认证交易的真实准确，以后汇款不用找银行了，也不再有手续费；发行和流通不再受政府控制，不用担心某国政府的货币宽松政策让大家口袋里的钱贬值；所有的比特币交易都在网络上公开，这能有效的防止非法活动；以及，躲开监管的另一大好处——逃税。

但是，如果比特币真的成为了未来世界的全球统一货币，我们的生活真的会变得那么美好吗？接下来我们不妨也开一开脑洞——如果比特币真的变成了我们现在花的小钱钱，我们会遇到什么问题呢？

1、钱包太大，裤兜塞不下。

我们不需要中心，因为我自己就是中心！

这种完全独立，抛开了政府监管和干预的交易体系有许多优势，比如避免政府滥发货币，去除中介后交易的高效以及自己就能通过网络自动验证交易的真伪等等。但就我们日常使用而言，比特币钱包却有一个不能忽视的问题，那就是数据冗余量巨大。

原因正是出现在“去中心化”的每一个比特币钱包都拥有的总账身上。一旦比特币成为脱离国家和政府而独立存在的全球统一的虚拟货币，那么按照现有的比特币交易体系，每一个比特币钱包都要拥有一个包含了全球交易的账本。这与我们目前习惯使用的支付宝、微信支付等客户端不同——它们的账本全部保存在各自的交易处理中心中，而比特币钱包的账本要保存在本地，如果真要记录全球的全部交易信息的话，大概……我们每个人家里都要装一台专门放账本的存储服务器了。

在当前的交易体系里交易数据均保存在服务提供商的服务器中（图片由作者绘制）

全世界的交易数据需要每个比特币钱包都具备海量的数据存储空间（图片由作者绘制）

而且，每当比特币钱包进行一次交易，理论上，全球的比特币钱包就都要对这笔交易进行记账。这就好像，我去商场买件羽绒服这件事，要在非洲酋长的账本上留下痕迹，甚至于，需要他对这笔交易进行确认，而他这辈子可能连羽绒服都没见过。一旦比特币交易涉及到股票、证券这种全民参与有属于全民日常的应用场景，每一个人的每一次股票买卖、每秒钟的每一只股票的价格变动都需要遍历一次全网与此相关的客户端，以目前的比特币交易系统来说很难满足这些领域对交易系统性能的要求。

2、把所有的鸡蛋放在全部的篮子里！

我们经常听到一句俗语：“不要把所有鸡蛋都放在一个篮子里。”这句话，适用于很多场景，比如数据安全。在当前的“中心化”的系统架构里，数据是彼此隔离的，攻破系统中的某一个节点，只能获取到有限的数据和信息。但比特币的架构却造就了一个神奇的状况，那就是“把所有的鸡蛋放在全部的篮子里。”这看似一个悖论，却因为比特币的创新性模式实现了，而在这个系统里，只要黑客攻破某一个节点，那么他得到的可能就是整个世界。

现有的比特币交易平台已多次被黑客攻破（图片来自网络）

区块链组织The DAO所收集的比特币被黑客劫取，比特币交易平台Bitfienx的比特币被盗等事件，均暴露出目前的比特币交易系统存在技术缺陷，包括智能合约编程漏洞、交易系统漏洞和记账系统漏洞，一旦比特币大规模应用，这些安全风险隐患很可能会给整个交易市场带来较大影响，甚至引发某些行业的系统性风险。

3、亲，你知道安利么？

“你知道安利么？”这个梗已经在网络上流传许久，安利作为一个“著名”的直销公司想必大家都对它有所耳闻。

如果比特币成为全球货币，那么大家遇到的几乎绝大多数的投资平台或金融投资产品都会是以安利公司的直销模型出现。“去中心化”的交易体系为卖家提供了更便捷的规避监管的途径的同时，也让它们的投资人丧失了风险控制的能力。比特币交易体系让目前大多数金融机构的“投资看门人”作用失效，而普通的投资者在没有专业知识和政府监管的金融服务机构的介入下，很难区分市场上金融产品的优劣。

“去中心化”会让普通用户在网络金融面前失去现有的保护（图片来自网络）

在当前的金融体系中，投资平台都要依托银行建立资金账户，并由相关机构进行资金监管。而在比特币的体系里，账户将不再由某个或某类“中心”集中管理，每个投资平台的比特币都放在自己的钱包里，这就好像全部企业的钱都放在企业老板自己的保险柜里，当他指着保险柜告诉你他有一个亿，你可以把你的钱放在他这里，跟着他一起投资可燃冰开采的时候，你并不知道他真的会去投资，还是去拿这个钱买房子，甚至，你都无法确认他是不是真的有一个亿。

比特币交易体系带来的弱中介化效应，将让投资人保护这一社会问题进一步放大，金融市场的风险会更大幅度的向普通投资者倾斜。

4、人不中二枉少年！

也许你觉得每个人家里多一个巨大的钱包没什么，而且自己也不买股票，更不会买什么乱七八糟的金融产品，但是，你一定给前男/女友买过礼物，说不定还价值不菲。现在，你又一次恋爱了，你和你的爱人彼此敞开心扉，也敞开了彼此的比特币钱包，你希望他/她看到你过去的那些交易记录吗？

它也许就是你老婆见到这东西的账单后，内心的真实写照。

没错，用私房钱也不行！（图片来自网络）

很抱歉，比特币钱包不能删除任何一条已经发生的、真实存在的交易记录。你的爱人会看到你以前购买过的一切，无论是更昂贵的生日礼物，还是尼尔纪元女主角的一比一硅胶模型。话说，也许小时候被爹妈发现本该是补习班上课的时间，比特币的账单上却出现了某某ktv的交易记录，也许就不用考虑以后的事情了……

所谓的自由，不仅仅包括自由市场，不受监管的自由，也包括消费者在某些交易平台上抹去自己交易痕迹的自由，而这一点，与目前比特币交易体系中基于共识机制的不可更改性是难以调和的。

比特币的未来会遇到哪些问题？它究竟能否取代我们现在使用的货币呢？敬请关注《比特币与我们的世界（下）》。