比特币机制及对货币政策的影响

比特币：运行机制、价格风险及其对货币政策的影响2015/5/2110.引言23451比特币2015/5/212目录Contents12345比特币概念及其运行机制比特币的典型特征比特币的价格与风险比特币对货币理论与政策的影响0引言结语—比特币未来发展路径1234052015/5/2131比特币概念及其运行机制Bitcoinscheme2008年，中本聪（SatoshiTakamoto）发表了题为《比特币：一种点对点的现金系统》的文章。文中描述了一种完全基于点对点（P2P）的电子现金系统，完全摆脱了第三方中介的传统支付模式，使得所有支付都可以由交易双方直接进行。文中所描述的这种数字货币，就是比特币——通过开源的算法产生的一套密码编码，它是世界上第一个分布式匿名数字货币。2015/5/2142015/5/2151.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念Hash散列（Hash）是一种计算机术语，是比特币发行、交易提供最重要的基础保障比特币采用SHA256的算法，即将任意长度的信息输入通过散列函数将其转化为256个0\1序列（二进制序列）：比特币的世界，看到的都是二进制的字符（256个0/1序列）或者用64个16进制表示的字符。散列函数的特征：任何输入只有唯一的0\1序列：相同的输入内容，对应相同的输出；不同的输入，输出必定不同无法通过输出的0\1序列，倒推出输入的信息。——比特币匿名性和安全性的重要保证25601:0101f个序列输入内容2015/5/2161.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念Hash散列（Hash）64个16进制字符表示的交易信息2015/5/2171.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念交易单（Transactions）比特币的世界里面，没有钱的概念，钱都是通过交易单来记录。交易单记录了一个用户用比特币向另一个用户进行支付的信息或者记录了用户通过创建账薄（Blocks）获取比特币（简称为挖矿！）的信息。比特币的交易单记录了这样的信息（以Block357238为例）本交易单ID：82291eaa1cc28d6c0acb242694ba9d4bcc5f3652ef777025ca0c19c81e361056资金来源：以前交易单的ID（可以不止一个，因为此账户的资金来源不止一个交易）以前交易单获取的比特币数量以前交易的地址（address）以前交易单的户主签名（ScriptSig）2015/5/218交易单（Transactions）1.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念资金去向：下一交易单的IDNotyetredeemed（还没有履行；可见比特币的交易时间多慢：交易时间(2015-05-2008:04:58；截止到2015-05-2017:04还没有成交）支付比特币的数量收到比特币数量为0.49054376，付出比特币数量为0.49004376。支付的比特币数量一定要小于等于收到的比特币数量，否则为空头支付！支付比特币账户的地址（address）本交易账户户主的签名网络上没有人能签出一样的数字签名交易单签名不仅和一张交易单内容（如交易金额、支付对方的账户）相关，而且还和这笔钱之前相关所有交易单的内容相关（签字的形成和前一个交易单的散列值相关）。要伪造或修改一个交易单，需要把一笔交易单链条中，被修改交易单后面所有交易单全部修改一遍。——太难了。0.453392015/5/2191.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念交易单（Transactions）以前交易单的ID（16进制）获取比特币数量以前交易单的用户地址（非16进制）以前交易单的户主签名（长度210位左右）下一交易单的ID（16进制）支付比特币数量下一交易单的用户地址（非16进制）本交易单的户主签名2015/5/21101.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念公公开密钥密码体系该体系简称公钥体系。在信息传递过程中，发送方通过一把密钥将信息加密，接收方在受到信息后，再通过配对的另一把密钥对信息进行解密，这就保证了信息传递过程的私密性与安全性。密钥：为一种数字，将其与原始信息放入散列函数进行运算，就能够把信息转换为另一种格式，从而实现加密。而解密则相反。大多数情况下，一组密钥由公钥和私钥组成。私钥和公钥都是一长串无规律的式子，很难记忆。私钥独立存在，不能或其他方式反退出来。私钥是用户对账户所有权的唯一证明，因此用户每次使用账户时都需要使用私钥。数字签名也要用私钥。私钥由自己保存，公钥则需要向其他人公开。在信息传递过程中，公钥和私钥相互配合，既能够对持有私钥的发信人进行身份验证，也能够确保发信人对自己发出的信息不能抵赖，还能够保证收发信息的完整性、防止中间环节被篡改。如果公钥丢失，还可以通过私钥进行恢复。但试图通过公钥反推出私钥不可行2015/5/21111.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念数字签名—保证交易真实性由于没有银行中介，为了保证交易的真实性，在比特币的世界中，会让付款方用户在交易单上根据交易单内容来签字（数字签名），并且让收款方有办法验证这个签字的真实性。数字签名的大致描述签名者用自己的密钥对任意数据加密得到一个数字签名（加密签名）签名者向整个网络公开一个公钥，其他人可以用此公钥解密签名（验证签名）加密签名（付款方）付款方A制作交易单T2，T2包括收款方B的公钥；得到A资金来源的上一张交易单T1的数据（T1为A资金来源，要么是挖矿所得，要么是其它人支付给A的）；利用T1的数据和B的公钥联合起来，代入SHA256函数得到x；A用自己密钥对x进项加密，得到A的签名s。A把签名s放入交易单T2，并发送给收款人B。验证签名（收款方）2015/5/21121.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念数字签名—保证交易真实性收款方B得到A的公钥（此为解密A签名s的钥匙）A的公钥在上一张交易单T1上。因为A要付款的这笔钱，一定是通过T1交易单获得，而T1交易单必然有A的公钥（可以把公钥理解为A的地址）收款方B利用A的公钥解密交易单T2上A的签名s，得到A加密前的内容（x）收款方B把T1交易单数据与B的公钥联合起来，代入SHA256函数得到y校验x是否等于y?如果等于，说明交易单T2有效，且一定是A发出的。网络上没有人能签出一样的数字签名。交易单签名不仅和本张交易单内容相关，而且还和这笔钱之前相关的所有交易单的内容相关。要伪造或修改一个交易单，需要把一笔钱交易单链条中，被修改交易单后面所有交易单全部修改一遍。交易单储存在全世界网络中的每一台电脑中。——伪造或修改交易单几乎无可能2015/5/21131.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿（Blocks）交易单被记录在账簿里面。账簿有很多本，每本账簿只记录全世界比特币10分钟内交易信息。每10分钟会有一个新的账簿被产生，因此账簿会越来越多。截止到2015年5月20日，17点32分创立了357242个账户。(2015-05-2009:19:39)减去(2009-01-0902:54:25)（创立时间）/10分钟=357242为了激励用户创建账簿，比特币系统给创立账簿的用户一定数量的比特币。这一过程被称为“挖矿”。最初，每个创立账簿的用户会得到50比特币的奖励。每4年比特币奖励减半。——激励机制的重要性比特币总数最多为2100万。因此，终有一天，创建账薄不给比特币。为了激励用户创建比特币，此时在被记录在本账户的比特币交易都要抽一点税给创建者。账簿创建者的收益=系统支付的收益（挖矿）+交易税2015/5/21141.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念比特币数量增长趋势4年增长速度减半数据来自BlockChain.info2015/5/21151.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念数据来自BlockChain.info比特币交易费用与比特币交易数量2015/5/21161.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念比特币交易费-挖矿成本数据来自BlockChain.info2015/5/21171.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念数据来自BlockChain.info(numberofbitcoinsminedperday+transactionfees)*marketprice2015/5/2118账簿（Blocks）1.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿ID交易单1交易单2交易单3…….交易单n上个账簿ID下个账簿ID其他信息账簿记录的基本信息2015/5/211.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念19交易ID:创建者挖矿25比特币+交易费比特币的付款方及付款金额比特币的收款方及收款金额账簿收费跟总交易金额无关，跟交易次数有关2015/5/2120本账簿的Hash编码上一账簿的Hash编码下一账簿的Hash编码Block的Hash编码为前面16（或者17）*4个0。本质上是比特币用户任意输入内容，经SHA256编码得到前面这么多0的才能创建，而且必须是第一个得到这个要求的才行。交易单个数1.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念2015/5/21211.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿链（BlocksChain）从比特币诞生之日起，全网就形成唯一的账簿链。账簿链记录了从比特币诞生以来的所有交易记录，并以每十分中就增一个账簿的速度无限扩展。这条账簿链在每添加一个账簿后，都会向全网广播，从而使得每台参与比特币交易的电脑上都有拷贝。去中心化的体现高度分散化的交易信息存储，使得比特币账簿链完全遗失的可能性非常小（银行总行的账户则有可能瘫痪！！！）第1个账簿账簿ID上个账簿ID下个账簿ID第2个账簿账簿ID上个账簿ID下个账簿ID第4个账簿账簿ID上个账簿ID下个账簿ID第3个账簿账簿ID上个账簿ID下个账簿ID2015/5/21221.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿链（BlocksChain）2015/5/21231.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿链（BlocksChain）账簿链的规模数据来自BlockChain.info2015/5/2124账簿的平均规模每天的交易数量1.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念账簿链（BlocksChain）数据来自BlockChain.info2015/5/21251.比特币概念及其运行机制234501.1比特币相关的重要概念工作量证明（Proof-of-Work）——信号甄别机制倾注了更多更负责劳动的事物具有更高的价值，这是比特币运行的哲学基础。工作量证明举例：愿意花10分钟写一封邮件（收益），他就不在意再多花一分钟对其进行处理（成本，信号发射）如果是垃圾邮件，每封邮件多花一分钟才能发送，不能接受！因此，可以通过设置一个发送时间成本来甄别真实邮件和垃圾邮件——借鉴信息不对称。具体而言可以设立以下规则：在每次发送邮件之前，都算出一个随机数，以至于将这个随机数和邮件内容一起输入SHA256散列函数时，得到的256位二进制的前10位均为0。由前所述：我们无法预先选择一个前十位为0的数，并利用SHA256算法反推出这个随机数是什么。唯一可行的办法只能是随机抽取一个数，将其和邮件内容放入SHA256中进行计算，看结果是否满足要求。唯一可行的办法：随机抽取一个数，将其和邮件内容放入SHA256中进行计算，看结果是否满足要求。——挖矿过程跟这差不多2015/5/2