比特幣及錢包的基礎(chǔ)知識

本文轉(zhuǎn)載自比特幣生存指南支付寶群的分享。

大家好，我是比太錢包的創(chuàng)始人文浩，感謝笑來老師給了這么一次交流機(jī)會，也感謝笑來老師一直以來對我們團(tuán)隊(duì)的鼓勵和支持。

今天和大家交流的內(nèi)容是“比特幣基礎(chǔ)”，雖然我稱其為“基礎(chǔ)”，但說實(shí)話，即便是這些最為“基礎(chǔ)”的內(nèi)容，大部分行業(yè)內(nèi)的人其實(shí)也沒搞懂，我希望能通過本次的分享，能讓大家真正搞懂這些“基礎(chǔ)”。

在開始正題前，首先，我們需要了解幾個最為“基礎(chǔ)”的概念：

1.私鑰：對于比特幣用戶來說，最難理解的就是這個“私鑰”，丟幣是因?yàn)樗借€，保管不好的也是私鑰，那到底什么是私鑰呢？其實(shí)很簡單，您只需要記住這么一句話就夠了“私鑰就是個隨機(jī)數(shù)”，這句話很簡單，但其實(shí)大部分人都沒搞懂，包括很多比特幣“老人”們在這一點(diǎn)上也都是糊里糊涂的，我曾不止一次聽到行業(yè)內(nèi)大佬們說：“什么？如果別人生成了和我一樣的私鑰，我的比特幣就沒了？那也太不安全了吧”，這都是不懂的。

是的，私鑰就是個隨機(jī)數(shù)，大家或多或少對于隨機(jī)數(shù)還是有概念的，比如說，拋硬幣就是個隨機(jī)數(shù)（不是正面，就是反面），扔骰子也是個6種可能性的隨機(jī)數(shù)，比特幣私鑰也一樣，只不過，這個隨機(jī)數(shù)的概率空間很大（256位，也即是2的256次方），2的256次方是個什么概念呢？比宇宙中的分子還要多。

也就是說，別人是不可能和你生成一樣的私鑰的（1/2^256的概率），如果兩次產(chǎn)生了相同的私鑰，那一定是程序?qū)戝e了，不可能是碰撞出來的，歷史上幾次因隨機(jī)數(shù)導(dǎo)致的丟幣（比如說 blockchain.info 曾經(jīng)出過2-3次隨機(jī)數(shù)事件），都是因?yàn)槌绦驅(qū)戝e了，而不是碰撞出來的，對于 2^256 來說，碰撞是不可能碰撞出來的，這是比特幣甚至整個密碼學(xué)科的根基。

好了，現(xiàn)在大家知道了，比特幣私鑰就是一個很大的、256位的隨機(jī)數(shù)，那為什么我們通過比特幣客戶端看到的私鑰是一串 5 或 K 或 L 開頭的文本呢？其實(shí)這串文本只是私鑰的顯示方式而已，我們總不能把二進(jìn)制“0、1”的私鑰直接顯示給用戶，因此進(jìn)行了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，不過無論其顯示的格式如何，本質(zhì)上，私鑰還是那個范圍在 2^256 隨機(jī)數(shù)中的隨機(jī)數(shù)。

一般來說，私鑰這個隨機(jī)數(shù)都是通過計(jì)算機(jī)算法來生成的（密碼學(xué)安全的隨機(jī)數(shù)生成器），當(dāng)然，你也可以通過拋256次硬幣或者是扔100次骰子的方式來獲得這個隨機(jī)數(shù)（這兩種方式都能產(chǎn)生出 2^256 范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)），然后用這個隨機(jī)數(shù)來當(dāng)成私鑰，這其實(shí)也沒問題，只不過需要把這個隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換成上面提到的顯示格式，就足夠了，當(dāng)然，大家一般不會這么去做，畢竟麻煩。

能理解了上述內(nèi)容，您就是真的懂了私鑰的本質(zhì) - “私鑰就是個隨機(jī)數(shù)。”

2.地址：說完私鑰，我們再來談?wù)劦刂罚覀儾蝗フ勀切┲T如“公私鑰對兒、橢圓曲線、數(shù)字簽名、SHA256”等密碼學(xué)概念，只談地址這個比特幣世界里最常用的東西。地址是通過私鑰計(jì)算而來的，具體怎么算的，大家不用去管，只需要知道私鑰能計(jì)算出地址，地址不能反算出私鑰，這是前提。比特幣地址是1開頭的，從一個私鑰計(jì)算出其對應(yīng)的地址之后，您就可以往該地址上轉(zhuǎn)比特幣了，轉(zhuǎn)入的比特幣只有私鑰的持有者才能花，就這么簡單。比如說我們團(tuán)隊(duì)的捐贈地址是 1BitherUnNvB2NsfxMnbS35kS3DTPr7PW5 ，這個地址的私鑰是我所持有的，任何轉(zhuǎn)入到這個地址上的比特幣也就只有我能花，同樣簡單，這個地址上當(dāng)前有3個多幣，有興趣的可以去查查看。

3.區(qū)塊鏈：理解了私鑰和地址，我們再來說說區(qū)塊鏈這個火熱的概念，其實(shí)區(qū)塊鏈這個詞也是被很多人給神化了，本質(zhì)上，區(qū)塊鏈其實(shí)是中本聰為了比特幣所設(shè)計(jì)的一個“用來去中心化的存儲比特幣賬目”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以，本質(zhì)上，區(qū)塊鏈就是個“賬本”，區(qū)塊鏈上記錄的都是 A 給 B 轉(zhuǎn)賬了 5 個比特幣這類的信息，就這么簡單。但是為了能做到去中心化，還得能進(jìn)行自我驗(yàn)證（賬目都得驗(yàn)證，不能做假賬），因此，① 這個賬本被設(shè)計(jì)成了區(qū)塊的結(jié)構(gòu)，每過一段時間就會生成出一個新塊，把賬目做到新的區(qū)塊中，做進(jìn)區(qū)塊的賬目就不能再被修改了；② 這個賬本中的賬目還別設(shè)計(jì)成了鏈表（既前后鏈接的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），這樣，每一筆賬目都能最快的查詢到上一筆來進(jìn)行驗(yàn)證，一筆一筆的沿著鏈條向前驗(yàn)證，最終，任何一筆交易都能驗(yàn)證到最初的原始交易（也就是最初挖礦的那筆交易）；這樣就做到了去中心化及自我驗(yàn)證，這就是區(qū)塊鏈這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的目的。

好了，現(xiàn)在我們講完了私鑰、地址和區(qū)塊鏈這三個比特幣最為基礎(chǔ)的概念，對于初步了解比特幣來說，這其實(shí)已經(jīng)足夠了，甚至已經(jīng)比大部分業(yè)內(nèi)人士強(qiáng)了。

了解了以上三個概念之后，您就應(yīng)該理解如下事實(shí)：

1.私鑰決定了比特幣的產(chǎn)權(quán)，如果想花掉一個地址上的比特幣，很簡單，您得有私鑰，沒私鑰？抱歉。

2.一定要保管好私鑰，私鑰丟了，幣就花不了了，私鑰被別人看到了，幣就丟了。所以，請做好備份，請做好加密，如果可能的話，請盡可能的“冷”（也就是保持離線、斷網(wǎng)），記住，被別人看到了，錢就沒了，一定不要讓別人看到。

3.地址是公開的，請廣而告之，如果您擁護(hù)該地址的私鑰，任何轉(zhuǎn)入該地址的比特幣都只有您能花。

4.賬目都是去中心化的存儲在區(qū)塊鏈上的，也就是存儲在比特幣網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點(diǎn)上的，并不是存儲在私鑰或者地址上的，所以，一個地址當(dāng)前的余額是多少，這類的問題需要問區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈上有著比特幣歷史上的全部賬目，賬目都是公開的。

講了這么多，大家也基本上了解了比特幣，那什么是比特幣錢包呢？

其實(shí)也很簡單，比特幣錢包其實(shí)就是“私鑰、地址和區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的管理工具”，比如說，私鑰這個隨機(jī)數(shù)得生成吧？生成之后得計(jì)算出地址吧？相關(guān)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)得維護(hù)吧？收到的、花出的賬目也都得列出來吧？得能用來收款，也得能進(jìn)行付款吧？

毫無疑問，所有這些都得通過工具來完成，這類的工具我們統(tǒng)稱為“比特幣錢包”。

錢包不少、功能各異，我這里先給大家簡單分分類；根據(jù)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的維護(hù)方式，我們可以把錢包分為：

1.全節(jié)點(diǎn)（如 bitcoin-core 核心錢包），維護(hù)著全部的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)（當(dāng)前在50GB以上），完全去中心化，同步所有數(shù)據(jù)；

2.SPV輕錢包（如比太），只維護(hù)與自己相關(guān)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，基本上去中心化（要依賴比特幣網(wǎng)絡(luò)上的其他全節(jié)點(diǎn)），僅同步與自己相關(guān)的數(shù)據(jù)；

3.中心化錢包，不依賴比特幣網(wǎng)絡(luò)，只依賴自己的中心化服務(wù)器，不同步數(shù)據(jù)，所有的數(shù)據(jù)均從自己的中心化服務(wù)器中獲得；

從去中心化角度上講，我們希望更多的人使用全節(jié)點(diǎn)錢包，這樣比特幣網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)也會更多，不過，由于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)量太大，嚴(yán)重影響了普通用戶的體驗(yàn)，因此，當(dāng)前越來越流行 SPV 輕錢包模式，越來越多的錢包解決方案也開始轉(zhuǎn)向 SPV。中心化錢包由于不依賴比特幣網(wǎng)絡(luò)，有著流量和體驗(yàn)上的優(yōu)勢，不過因其要依賴第三方中心化的服務(wù)，服務(wù)不可用則錢包不可用，用戶也需要信賴該第三方服務(wù)才行。

根據(jù)所使用的硬件設(shè)備，我們可以把錢包分為：

1.電腦錢包，錢包軟件運(yùn)行于桌面操作系統(tǒng)（Windows、MacOS、Linux等）；

2.手機(jī)錢包，安卓、iOS等；

3.在線錢包（如 blockchain.info ），運(yùn)行與云服務(wù)，私鑰加密存儲于服務(wù)器上，通過瀏覽器訪問；

4.硬件錢包，運(yùn)行與專門定制的硬件上，可能需要與電腦或手機(jī)配合使用；

除了上述分類方式外，還有一種所謂的“鏈上 on-chain、鏈下 off-chain”的分類方式，這又產(chǎn)生出了一種“錢包”，叫“off-chain 錢包”。

其實(shí)，從本質(zhì)上講，我們并沒有一種比特幣交易叫“off-chain 交易”，也不應(yīng)稱這類的服務(wù)為“off-chain 錢包”，我們應(yīng)該稱其為“銀行”或者是“存幣平臺”，因?yàn)樵谶@種情況下，您手里所謂的一個比特幣，其實(shí)只是該平臺上的一個數(shù)字，而并非是比特幣網(wǎng)絡(luò)上真實(shí)的比特幣，而是該平臺欠您的錢，所以，我們應(yīng)盡可能避免稱這類平臺為“錢包”。

比如說，交易所其實(shí)就是存幣平臺，各類的理財(cái)平臺、云算力平臺等也都是存幣平臺，這些平臺都屬于“off-chain”的范疇，我們應(yīng)稱他們?yōu)椤般y行”或“存幣平臺”，而不要稱他們?yōu)椤皁ff-chain 錢包”。

我在這里反復(fù)強(qiáng)調(diào)“on-chain、off-chain”這兩個詞，其實(shí)也是不得已而為之，因?yàn)闊o論是有意的、還是無意的，這個概念一直被混淆，比如說，去年，曾有人在微博上搞過一次投票，讓大家票選最喜歡的比特幣“錢包”，“比特幣存錢罐”名列前茅，其實(shí)呢，該平臺并不是“錢包”，而是一個高利息的“存幣平臺”，后來出了問題，所以，我們應(yīng)分清楚“on-chain、off-chain”的區(qū)別，想明白是要自己拿著比特幣？還是要把比特幣交給別人管理？分清區(qū)別，做好決策，這很重要。

好了，這就是我本次和大家交流的主要內(nèi)容，希望能幫大家搞清楚一些最基本的比特幣概念，讓大家在使用比特幣的過程中少走一些彎路。

最后，我再給比太做個廣告，比太是bitcoin.org官方推薦的、安全的、易用的、開源的比特幣錢包，歡迎大家使用。

關(guān)于比太錢包，有一些用戶經(jīng)常問到的問題，我這里整理了一下，簡要的進(jìn)行了回答:

Q:比太公司不存在了，這個錢包還能正常運(yùn)行嗎？

A:比太是個去中心化錢包，即便是比太公司不存在了，除非比特幣網(wǎng)絡(luò)發(fā)生大的、不兼容的協(xié)議升級，且比太錢包并未支持，才有可能會影響到錢包的運(yùn)行。另外比太是開源的項(xiàng)目，即便比太公司不存在了，開源項(xiàng)目本身仍然可以繼續(xù)發(fā)展。再者，請做好私鑰的備份（私鑰是最重要的），比太導(dǎo)出的私鑰可以導(dǎo)入 bitcoin-core 等錢包中。

Q:比太的“檢測私鑰安全”是什么機(jī)制？

A:該功能其實(shí)會完整的走完"解密 -> 私鑰 -> 公鑰 -> 地址”的過程，這樣，用戶無需真正進(jìn)行比特幣的發(fā)送操作，就能確認(rèn)對于該地址私鑰的所有權(quán)，可以把該操作看成是“打開保險(xiǎn)柜、看看金條是不是還在”的過程。 另外，定期進(jìn)行“檢測私鑰安全”操作，有助于密碼記憶，忘記密碼也是比特幣用戶丟幣的常見原因之一，心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)多次證明，只有反復(fù)使用的密碼，才不會被忘記。

Q:比太用什么方式防止私鑰被黑客盜取？

A:就一個字：冷。徹底防止黑客只有一招，冷。

Q:我保存的二維碼備份被黑客盜走之后，會不會丟失我的比特幣？

A:如果被黑客盜走，私鑰的安全性就在于密碼強(qiáng)度了，存在暴力破解的可能，因此，如果被黑客盜取了二維碼備份，請盡快將比特幣轉(zhuǎn)入到其他新生成的地址中。

注：您的二維碼備份怎么被黑客盜走的？冷是盜不走的。

Q:流量問題？

A:比太是去中心化的錢包，需要與比特幣網(wǎng)絡(luò)上的其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，因此，的確是會耗費(fèi)一定的流量，不過，比起全節(jié)點(diǎn)還是省很多的，我們還做了很多相關(guān)的優(yōu)化工作，因此在手機(jī)上使用問題不大。 如果流量不夠的用戶，建議設(shè)置為僅在wifi下同步區(qū)塊鏈。因比太當(dāng)前的邏輯是只有在同步到最新塊的情況下才能發(fā)布交易，所以暫無法區(qū)分同步區(qū)塊和發(fā)送交易的流量設(shè)置。

Q:建立的比特幣地址是否可以不被別人發(fā)現(xiàn)是比太錢包的？

A:比太是去中心化的錢包，比太生成的地址與 bitcoin-core 沒什么區(qū)別，僅從地址沒人能推斷出更多信息。