大話比特幣

曾經有一個比特幣擺在我面前，但我沒有珍惜，等到了今年我才後悔莫及，塵世間最痛苦的事情莫過於此。如果上天可以給我再來一次的機會，我會大聲說：買進！如果非要加一個持有期限的話，我希望是，一萬年。

比特幣從2013年的80美元左右，到2021年初接近50000美元，升值了600多倍。如果回看2009年比特幣剛誕生的時候，價值不到1美分，其價格的暴漲更是令人瞠目結舌。

比特幣在現實中的第一次交易發生於2010年5月18日，一個位美國佛羅里達州，暱稱為Laszlo的使用者在Talk上發帖，想用10000比特幣買兩份披薩。在Jercos的參與下，最終於5月21日，Laszlo用10000個比特幣換來兩份披薩。估計老兄現在已經哭暈在廁所。

我們今天聊一聊比特幣是如何工作的，它和嵌入式又扯得上什麼關係。

2. 比特幣的前世今生

比特幣，也是一種貨幣。我們知道世上本沒有貨幣，最早人們透過物物交換，來得到一些其他人的物品。之後，貝殼，黃金，白銀等稀缺又好儲存的物品都做過一般等價物。近代則是國家統一發行紙幣，靠國家的信用作為背書。這就帶來一個問題，碰上信用不太好的國家，比如辛巴威，他把發行貨幣當作了生財之道，搞得通貨膨脹上天，殘酷地掠奪了民眾的財富。作為一個普通大眾，難道只能任人宰割嗎？

時勢造英雄，2008年，一個叫中本聰（英語：Satoshi Nakamoto），的日裔美國人，發表了一篇名為《比特幣：一種點對點式的電子現金系統》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的論文，描述了一種被他稱為“比特幣”的電子貨幣及其演算法。在這篇論文中，他透過巧妙地應用一些已經廣為人知的加密演算法，創造了一種新型的數字貨幣，比特幣。2009年，他釋出了首個比特幣軟體，並正式啟動了比特幣金融系統。

比特幣發行的數量每隔4年減半，現在90%的比特幣已經被挖出來了，並且將在2140年達到2100萬個的總量上限。

3. 比特幣演算法

在現實世界中，有一些事情正向做起來很容易，逆向做起來卻很難。比如說把一把白沙子和一把黑沙子摻和起來很容易，但再想把它們分開，雖然理論上沒問題，實際卻很難。在數學世界裡也有一些正向算起來很容易，而反向算起來特別難的運算。比特幣用到的兩個主要演算法就是建立在這種計算不可逆的基礎之上的。

SHA256

是一種數字簽名演算法。它可以把任意長度的訊息，透過運算生成256 bits(也就是32位元組)長度的資訊摘要。可以理解為訊息的指紋特徵。但是反過來，我們沒有辦法透過資訊摘要，推匯出原始的訊息。所以在釋出一段訊息時，連同它的資訊摘要一同釋出，接收資訊的人可以透過自己再次生成資訊摘要，並與釋出的摘要對比，來確認訊息是否被改動過。

RSA

是一種非對稱加密演算法，它建立在大數分解難題之上。如何理解這種演算法呢？打個比方，有一個保險櫃，他有兩把鑰匙，一把公開的鑰匙，誰都可以用這把公鑰往保險櫃裡存東西，但不能取出來。另一把私鑰掌握在保險櫃的主人手裡，只有他才能開啟保險櫃並取出裡面的東西。

好了，有了這兩個演算法，我們看看比特幣系統是如何運作的吧。

交易

我們看一下，甲如何把自己名下的比特幣支付給乙。特別簡單，甲用自己的私鑰解密自己擁有的比特幣，然後用乙的公鑰把這個比特幣加密併發送給乙，此時乙就成了這枚比特幣的新主人了。此時又會產生一個新問題，如果甲同時把比特幣支付給多個人怎麼辦呢？乙方是沒有辦法知道的。防止賴賬，傳統上需要一個大家都信任的機構，比如支付寶就是解決這種信任問題的。但別忘了比特幣的初心，就是去中心化，怎麼可以又依賴一箇中心機構呢。這裡比較關鍵的地方來了，比特幣另闢蹊徑，採用了分散式記賬解決了這一難題。

分散式記賬，區塊鏈

分散式記賬很好理解，比如班上A同學給了B同學10塊錢，然後A在班上大聲把這件事對所有同學說一下，每個同學在自己的賬本上都做一下記錄，這就不好抵賴了是吧。比特幣系統的每一筆交易也要對系統裡的所有節點廣播，每10分鐘內所有的交易記錄生成一個區塊(Block)。那如何激勵大家做記錄呢？因為這至少要消耗計算機資源和電力。它就透過對第一個完成記錄的節點發放比特幣作為獎勵。

系統要求記錄者尋找一個隨機數，連同交易資訊，時間戳等，透過雜湊運算SHA256生成一個以0為起始的目標雜湊值，0的個數越多，尋找這個隨機數的難度就越大。這個沒有什麼技巧，只能透過一個一個數的試。找到這個數的過程俗稱挖礦。最終找到這個數後，完成這一區塊的記錄並把它新增到上一區塊的末尾，形成一個區塊鏈(Block Chain)。

(父區塊雜湊值，交易資訊，時間戳，難度資訊，隨機數？) -> 目標雜湊值00XXXX…

到這裡你是否已經發現，區塊鏈裡的每一個節點，都包含有上一節點的資訊，層層巢狀。所以雖然這個鏈是公開的，你也沒有辦法篡改它的資訊。尤其是這個鏈條還在不斷延申，需要的計算量也越來越大。計算能力，或者說雜湊計算能力，是比特幣世界裡的核心能力。

4. 比特幣和嵌入式

比特幣剛剛誕生的時候，一臺PC就可以挖到礦了，但隨著加入挖礦大軍的人越來越多，挖礦裝置先後經歷了GPU，FPGA後，現在一般都是以ASIC專用晶片作為核心的礦機了。整個挖礦產業的整體算力也越來越高。礦機的算力是以1秒能完成的HASH碰撞次數為單位的。

1000H=1KH，1000KH=1GH，1000GH=1TH，1000TH=1PH，1000PH=1EH。

位元大陸的螞蟻礦機S19 Pro的算力有110TH/s，而目前一臺頂配的家用電腦，算力大概是 2GH/s左右。所以我們在家用計算機上執行個開源軟體來挖礦，理論上是可以挖到的，但希望太渺茫了。

比特幣催生了一批半導體晶片行業新貴，如成立於2013年的位元大陸，僅僅4年之後營業利潤就達到了30億美元至40億美元。而傳統晶片製造巨頭英偉達（Nvidia）同一時期的營業利潤為30億美元，英偉達走到這一步花了整整24年。

礦機一般都採用FPGA+ASIC的架構，除了算力超高，耗電也是相當驚人。個人挖礦的時代一去不復返了。如今都是專業的挖礦公司，在偏僻寒冷，電力便宜的地方，設定成千上萬臺礦機集中執行。當然個人也可以購買礦機加入礦池，或者直接購買雲礦機參與挖礦與抽成。下面是一些主要的礦機供應商：

位元大陸，螞蟻礦機，S19 Pro,110TH/s,3250W

嘉楠科技，阿瓦隆礦機 A1246算力可達90TH/s，功耗3420W。

億邦國際，翼位元礦機

位元微，神馬礦機

芯動科技，芯動礦機

5. 一些大咖對比特幣的看法

巴菲特：遠離比特幣。它基本上只是一種幻影，是轉移資產的一種途徑。

索羅斯曾經說過比特幣不值一分錢。2018年畫風突變，索羅斯在華爾街-耶魯大學校友會上直言，大家應該多買比特幣。

比爾蓋茨：比特幣是科學技術發展的高成就。

特斯拉2021年2月8日官宣購買15億美元比特幣，並宣佈將接受比特幣付款。

全球支付巨頭萬事達卡於2月10日宣佈，計劃今年晚些時候在其網路上支援某些數字貨幣。

2月11日週四，美國曆史最悠久的銀行紐約梅隆銀行（BNY Mellon）宣佈，今年晚些時候起，將為機構客戶持有，轉讓和發行比特幣及其他加密貨幣。

你買過比特幣嗎？對比特幣是什麼看法？

參考資料：

Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System by Satoshi Nakamoto