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数字货币技术特点

（一）去中心化

比特币之父中本聪在设计比特币模型时，就将其设定成去中心化的，在结构上使用P2P（Peer-To-Peer，点对点）网络模型。这种网络的特点是，不需要中央服务器，每一台联网电脑都是一个独立的个体，通过协议连接到其他成百上千台电脑，最后全球的电脑能够连接成一个密密麻麻的网络。在这个P2P网络上的所有电脑都直接或者间接连通，某一个节点上发出的信息，最终可以扩散到全球所有节点。举例而言，A在中国，B在美国，A和B的连通方式可以是直接连接，也可以是通过位于欧洲的C电脑搭桥间接连接起来。因此，即使其中一部分节点发生故障，整个网络的通信不会受到显著影响。

所有节点均可直接或间接连通的特点意味着P2P网络一旦启动，就无法关闭，除非所有联网的电脑全部关机，或者全部关闭了比特币客户端。

与此同时，对比特币网络的维护也是去中心化的，不存在独立的第三方对网络进行集中监管。比特币的安全支付与流通由矿工维护，而矿工分布于全球各地，彼此通过竞争监管交易、获得奖励，这一互相协作同时又互相竞争的群体很难被外部力量掌控。通过对矿工的奖励，比特币实现了发行的去中心化，没有任何一个机构或个人可以集中发行比特币，比特币在矿工成功抢到记账权时自动发行。

这些去中心化的措施，使得比特币网络异常稳固，由算法发行决定的发行机制、竞争性的维护机制使人们不用担心比特币被个别人或组织控制、利用，也不用担心网络被关闭、比特币被没收，因此，比特币的信心支撑非常稳固。

（二）基于密码学的安全通信

P2P网络的连通性几乎无懈可击，但是信任问题无法只通过P2P网络解决。例如，A发出一条信息给B, B通过P2P网络最终接收到此信息。这条信息可以是直接从A电脑传递过来，也可能是通过多台电脑转手传递过来。于是B会有两个问题：第一，这条信息到底是不是由A发送的？第二，这条信息是否可能被人窥探乃至篡改过？

这就回到了我们上节提到的公钥、私钥和非对称加密技术。A要发送一条信息给B，确保这个信息只有B才能解密。那么A就用B的公钥（公钥是公开的，整个P2P网络都知道B的公钥）加密原始信息，这条信息在整个P2P网络上传播，虽然所有人都有B的公钥，但是用公钥无法解密这条信息，只有B的私钥才能解开。最后B收到这条信息，用自己的私钥解密，读到A发来的消息。

那么A怎么证明自己是这条信息的发出者呢？在网络上，每个人都可以把自己伪装成任何人，B收到信息时，可能传递信息给B的那台电脑会声称它就是A, B当然不能轻信，那么有什么办法可以使B确认这条消息是由A发出的呢？

很简单，A只要把消息分两步加密就可以了：第一步，用A自己的私钥对原始信息做第一层加密；第二步，在上一步获得的数据基础上再用B的公钥做第二层加密。B收到这个加密的信息后，以相反的次序做两次解密操作：第一步，用B自己的私钥解密收到的信息，得到被A的私钥加密过的信息；第二步，在第一步获得的数据基础上用A的公钥再解密一次即得到未加密信息。

第一层加密的目的是证明这个信息是由A加密并发出的，因为只有A的私钥才能完成这样的加密，这一步也叫做数字签名，它排除了消息是别人伪造或者别人冒充A的可能性。第二层加密的目的是确保信息只有B能够解密、看到未加密信息，因为只有B有解密私钥，即使别人看到了加密后的信息，也无法解密，更无法篡改。

有了这一密码学技术保障，即使在匿名的P2P环境中，也无须担心比特币网络通信的安全性，更不用担心有人“冒领”比特币。

（三）公开透明

比特币的本质是一个互相验证的公开记账系统。这个系统所做的事情，就是记录所有账户发生的所有交易。每个账号的每笔数额变化都会记录在全网总账本（区块链）中。而且每个人手上都有一份完整的账本，每个人都可以独立统计出比特币有史以来每个账号的所有账目，也能算出任意账号当前余额是多少。

这里最关键的一点在于每人手上都有完整的账本，因此系统里没有任何人有唯一决定权。任何想隐藏或修改交易数据的行为都会被整个网络否决掉，除非有人有能力修改50%以上用户的账本，这就是比特币系统里所谓的51%攻击。

比特币客户端在使用时会进行大量的数据同步，它同步的就是全网总账本，这些数据保障了整个体系的去中心化和每个客户端的一切知情权。正是因为所有数据公开透明，而整个比特币软件也是开源的，任何人都可以去查看它的源代码，人们才会信任这套去中心化的系统，而不担心里面是否隐藏着什么阴谋。

（四）算力民主

矿工们对篡改全网总账本及双重支付问题的监督，实际上依靠的是计算力投票机制。以双重支付为例，由于同一笔比特币被支付两次，必然形成不一致的区块数据，导致区块链分叉，承认哪次支付、拒绝哪次支付，由矿工投票决定。

投票规则如下：假如双重支付形成两个不一致的区块A和B，此时矿工甲抢到了A的记账权，把A挂接在当前的区块链末尾，矿工乙抢到了B的记账权，同样把B挂接在当前的区块链末尾，此时的区块链分叉为A链和B链。在下一个记账周期里，矿工们会决定把新生成的区块挂在A链还是B链上。依此类推，随着时间的推移，A链和B链会不断延长，直到某个链的长度显著超过了另外一个，然后链被舍弃掉，长链中包含的交易被确认。

同样，篡改网络总账本也意味着区块链的分叉，一个链是被篡改的假账本，另一个链是绝大部分人持有的真账本。由于大部分矿工看不到篡改过的假账本，因而他们只会在正确的链上挂接新数据块，也就是正确的区块链会被绝大部分的矿工维护，而被篡改的区块链只有篡改者自己维护，竞争的结果自然是篡改者的假账本被抛弃。

比特币系统任何规则的更改几乎总会引起区块链的分叉，矿工们通过向不同的链挂接新数据块的方式表达自己对新、旧规则的态度。显然，私自更改的规则将无法获得绝大多数矿工的支持，因为规则内嵌于挖矿软件之中，矿工们不更新软件（即拒绝私自更改规则的软件），就不可能在新规则的区块链之后挂接新数据块。

因此，在比特币的世界里，几乎一切都依赖于计算力投票。比特币的发行靠计算力投票获得，比特币的安全传输靠计算力投票保障，比特币交易的不可欺骗、不可撤销也靠计算力投票达成，甚至比特币规则的更改、客户端的完善都靠计算力投票选择。计算力投票保障了比特币网络的发展壮大。其中的关键在于，计算力背后是一个个矿工，他们用矿机直接为对自己最有利的行为投票，因而比特币网络实质上完成了一场大范围直接民主的实践，每个人依靠自己的直接投票权建立起了一种新型的P2P契约。这种契约在零信任的前提下达成，理论上极其不稳定，实践上却极其有效。