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Home 區塊鏈科普 基礎概念大補帖

比特幣、挖礦是什麼?用白話文一次講解

用白話文看懂比特幣是什麼、挖礦又是什麼!

byHodor
2022-11-30
in 基礎概念大補帖, 懶人包 & 操作教學
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用白話文看懂比特幣是什麼!挖礦又是什麼

用白話文看懂比特幣是什麼!挖礦又是什麼 Photo by Executium on Unsplash

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比特幣與挖礦是什麼?過去身邊有許多親朋好友原本都和巴菲特一樣,認為比特幣是個毫無產值的東西,不過他們的想法在 Catherine Wood(ARK 創辦人) 與 Elon Musk(特斯拉創辦人) 相繼出來喊聲之後出現變化了。周遭開始有許多人向我詢問比特幣是什麼?挖礦又是什麼?

鑒於某些人的問題也會是另外一群人的問題,所以今天就把當時的回答,簡略的整理出來跟大家分享:新手加密貨幣教學:區塊鏈原理、避免詐騙、可靠交易所統整

目錄

  • 比特幣簡介
  • 礦工要怎麼獲得比特幣呢?
  • 誰具有打包的權利?如何打包區塊上鏈?
  • 鏈結是什麼?
  • 為什麼比特幣不容易被竄改?
  • 比特幣可以避險嗎?
  • 比特幣與美元指數的關係?
  • 量子電腦會對比特幣產生威脅嗎?
  • 結論
  • 合作工商

比特幣簡介

比特幣是由中本聰所發明的,是一種沒有實體的虛擬貨幣,性質上屬於「同質化代幣」Fungible Token (FT) 的一種。

  • Fungible Token (FT,同質化代幣):代表它可互相取代,且可以分割。(以太坊上,對應的技術協定是 ERC-20)
  • Non-Fungible-Token (NFT,非同質化代幣):具有不可互相取代、不可分割的特性,上面的每一個產品都是獨一無二的,因此目前有許多藝術品都以 NFT 的形式拍賣,例如 NBA 球星卡包、Twitter 創辦人的第一篇貼文…等等。(以太坊上,對應的技術協定是 ERC-721 和 ERC-1155)

既然比特幣屬於 Fungible Token (FT),就代表它是「可互相取代」且「可分割的」。

  • 可互相取代:換句話說就是,你擁有的比特幣與我擁有的並沒有不同之處,就像民國 85 年生產的 10 元,價值和民國 100 年生產的 10 元一樣,不同的兩枚幣彼此可以互相取代。
  • 可分割性:就像 100 元能換成 10 個 10 元一樣,比特幣最小可以分割成 0.00000001 個比特幣。

既然比特幣是一種虛擬貨幣,那自然在交易後就會產生交易紀錄。

全世界所有的比特幣交易紀錄都會被「打包成資料塊」 (區塊),然後記錄在「比特幣帳本」上。

每個區塊大約可以記錄 2,000 筆交易,然後以「鏈結」將其相連,因此被稱為「區塊鏈」。

這個記錄著全世界比特幣交易紀錄的「比特幣帳本」,會儲存在區塊鏈中每個人的電腦上,而非只保存在單一的伺服器上,就是所謂的去中心化記帳系統。

一般我們使用行動支付時,會由銀行來幫我們記帳,而紀錄都只存在銀行的伺服器中,這就是中心化記帳系統

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three gold-colored bitcoins on black surface
Photo by Dmitry Demidko on Unsplash

礦工要怎麼獲得比特幣呢?

如果你是一位礦工的話,必須要獲得打包交易紀錄 (區塊) 的權利,才能獲得比特幣作為獎勵。

只要你成功將一個區塊打包上鏈,那麼就可以獲得礦工獎勵金 (比特幣)。


誰具有打包的權利?如何打包區塊上鏈?

區塊鏈上的每一筆交易都需要電腦的運算力來驗證,並記錄到公開帳本上。

因為每天都會有新的交易產生,所以需要有人來幫忙更新這些交易紀錄到區塊鏈上,而這些幫忙記帳的人就稱為「礦工」,他們用自己的電腦提供算力(這些電腦被稱為礦機),幫忙計算新交易紀錄。

由於每個人都能成為礦工,因此為了決定由誰記帳,比特幣採用了工作量證明(Proof-of-Work,PoW)機制。

所謂的工作量證明就是一個「猜數字競賽」,透過電腦算力去猜出符合條件的數字,成功猜對的礦工就能獲得記帳的權利,也能得到相對應的比特幣做為報酬。

然而實際上要猜中一個符合「猜數字」競賽的「數字」是極其困難的,就算使用一般的電腦來猜,可能猜上幾十億次都不見得猜的到;

不過「運算能力」越強的話,能猜的次數也越多,猜中的機率也會越高,所以全世界就出現了許多集合大量「運算能力」的「礦場」。

當有人猜對數字的時候,區塊鏈上的每個節點就會對答案進行驗證(驗證時很簡單,只需套入一個公式即可驗證成功),確認無誤後你就能獲得比特幣作為回報。


全世界只要有一個人猜出了符合的「數字」時,區塊鏈就會產生出一個新的「區塊」,此時新一輪的「猜數字」競賽就重新開始了。

持續重複以上的運作,就可以不斷的為整條區塊鏈接上新的區塊。

礦場示意圖 (資料來源)

鏈結是什麼?

前面說過,我們可以把整個挖礦過程,想成是一個不斷重複的世界性「猜數字」競賽,

所有被猜出的數字都必須要符合「條件」,而這個「條件」的組成中是會包含「上一筆區塊的內容」的;

同時最新猜出來的「數字」與「最新產出的區塊內容」,也會成為下一次「猜數字」競賽的「條件」,就這樣不斷的重複下去。

說的再白話一點就是:每個猜出來的「數字」都會與「上一個區塊」有關聯,而下一個猜出來的「數字」又會與「剛產出的區塊」有關連。

如此重複下去,就能達到整條鏈上的區塊彼此間都有「關聯」。


為什麼比特幣不容易被竄改?

首先你要知道在比特幣(也可以說區塊鏈系統)中有個最長鏈原則,也就是全世界的人都會往最長那條鏈的方向去接下一個區塊。

那麼假設有一位駭客想竄改鏈上某個區塊中的某筆交易紀錄的話,該怎麼做呢?

首先他在竄改交易紀錄後,一樣必須先進行數字解謎,直到他猜出正確的數字後,這個「被竄改的區塊」才能獲得上鏈的資格。(這個步驟本身是極其困難,就算耗盡整個比特幣區塊鏈的算力也要 10 分鐘才能產生一個新區塊)

即使該名駭客的運氣很好,成功猜出數字,也還是沒辦法成功竄改。

這是因為前面提到的「最長鏈原則」,也就是說如果這個「被竄改的區塊」所在的鏈不是最長的鏈,是無法取得全世界信任的,

所以駭客必須繼續往下猜,持續建立新的區塊,直到「被竄改的區塊」所在的那條鏈比全世界所猜出來的鏈還要長(也就是成為最長鏈)時,這個「被竄改的區塊」才會被眾人所承認。

如果要完成上面的操作,代表你必須掌握該區塊鏈至少 51% 的算力,以比特幣目前的規模來說是不太可能做到的,因此現在駭客都是以小區塊鏈或者是小型交易所為攻擊對象。

過去我有寫過一篇關於「區塊鏈常見的駭客攻擊有哪些」的文章,

感興趣的朋友可以參照:區塊鏈的資安議題:常見的駭客攻擊有哪些?論文導讀《Exploring the Attack Surface of Blockchain: A Systematic Overview》


比特幣可以避險嗎?

市場上似乎有不少的聲音將比特幣視為虛擬黃金,認為比特幣具有避險作用,但這是真的嗎?

我認為「比特幣可以避險」這個說法並不正確。

這是因為近年來比特幣與納斯達克 100 指數 (NDX) 的相關係數逐漸升高;與標普 500 指數(SPX) 的相關係數雖然稍微低一點,但大多數時間仍屬於中度相關,

而大多數人的投資標的又都是以股市為主,因此認為在股市下跌時可以購買比特幣避險,是不正確的想法(既然相關係數越來越高,代表當股市下跌時,比特幣也會下跌),

所以我認為應該把比特幣同樣視為一種風險性資產比較恰當。


比特幣與美元指數的關係?

就過去的資料顯示,比特幣似乎與美元有一定的負相關性,如下圖所示:

比特幣與美元指數走勢

由上表中可以看出,隨著美元下跌,就會讓資金流入比特幣中,帶動它的價格上漲(就像資金流入股市一樣),也反應出市場上有許多人開始將比特幣視為一種投資資產。


量子電腦會對比特幣產生威脅嗎?

結論是:10 年內不會。

就目前的資訊顯示,理論上量子電腦確實會對比特幣的安全性產生威脅,甚至對整個網路安全都會產生威脅;但其實量子電腦現在也有許多物理上的限制需要突破。

因此就連量子電腦的專家也認為,至少還要 10 年以上的時間,也就是大概 2030 年時,量子電腦的發展才有可能對現行的加密系統產生威脅。

在量子電腦進步的同時,維護比特幣和以太幣安全性的那群頂級工程師們也不會閒著,他們早就已經注意到這項潛在威脅,未來也有計畫針對此事對系統做升級,

所以目前將量子電腦的威脅視為天邊遙遠的一朵烏雲就好,不用過度煩惱。


結論

這篇文花了很長的篇幅,講解「比特幣」和「挖礦」背後的機制觀念是怎麼一回事。

不過嚴格來說,上述這些觀念其實說是「區塊鏈基礎知識」更為恰當,不單單只適用比特幣,其他如以太幣、幣安幣、狗狗幣……大方向上都可以從這些角度來切入理解。

免責聲明: 本文僅為經驗分享內容,無任何投資建議或開戶建議。所有交易皆存在風險,尤其加密貨幣和相關合約商品屬於波動性高的產品, 請謹慎投資。本文不構成任何開戶建議,請謹慎選擇具有安全監管保障的交易所與券商。

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合作工商

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Last Updated on 2022-11-30 by 刻銘

Tags: 51%攻擊BTCFungible TokenNon-Fungible-TokenPoW加密貨幣區塊鏈同質化代幣工作量證明挖礦最長鏈比特幣礦工美元美元指數虛擬貨幣量子電腦非同質化代幣
Hodor

Hodor

關注總經趨勢與產業的發展,將實用的金融知識,以簡單易懂的方式呈現,幫助大眾降低投資門檻。 期望藉由網路傳播的力量,彌補社會間資訊不對等的現況。 【雷司紀團隊一份子】

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