这是鼎叔的第一百二十九篇原创文章。行业大牛和刚毕业的小白，都可以进来聊聊。
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继承上篇聊聊区块链和比特币 上 ，咱们继续聊聊比特币挖矿芯片的演进、交易，以及更多思考。
矿机的演进（普通计算机-GPU-ASIC-矿池）
挖矿最开始用普通计算机，但是这种方式并不合算，因为普通计算机在挖矿过程中很多计算资源是闲置的，在激烈竞争中很快就无利可图了。
于是矿工就转向用 GPU 挖矿，GPU 适合并行运算，但还是不太划算，因为芯片功能还是很通用的。GPU 擅长浮点运算，这在深度学习中很适合，但在挖矿中用不上。
后来又出现了 ASIC 专用芯片，ASIC 是特定应用定制集成电路，针对挖矿提供性价比最高的定制方案，但每个芯片只针对特定加密货币，做不了其他任务，而且整个设计和生产周期长达一年，如果遇到加密货币价格暴跌，可能面临血本无归的结果。即使在货币暴涨的时期，专用芯片的挖矿竞争也是越来越激烈。
一般来说，ASIC 芯片上市的前两个月就能得到整个生命周期的大部分利润。因为 ASIC 效率高，所以矿工要提前预订，如果不能及时拿货，对于挖矿利润是很大的打击。
如果遇到不良的矿机厂商，厂商可能自己先拿 ASIC 矿机挖一段时间，等暴利期过了再交货。
我们从算力变化上可以看到，可能矿机厂商赚取了挖矿利润的大头。
再后来的趋势是形成大型矿池。因为单个矿工挖到新区块的概率越来越低，就像买彩票一样。但如果很多矿工把挖矿设备组合成矿池，就能共担风险。运作原理是矿池的矿主（pool manager）链接到很多矿工（minor），形成分布式结构。
矿主来做全节点，矿工只负责用 ASIC 矿机计算哈希。依照事先的协议，矿主分配计算任务，挖到新区块后分配出块奖励的收益，把很难的任务转化为大量没那么难的任务，解决收入不稳定的问题。
利益具体该怎么分配呢？
显然并不是大锅饭，仍然是靠工作量证明，只是这个工作量的难度远小于挖到新区块（算出前面 N 个 0 的哈希值）的难度。比如计算出前面有（N-10）个 0 就可以接受为 “准有效区块股份”，最后按接受的股份占比做利益分配。
矿工挖到合法区块后，能否不提交给矿主？
不可能，因为是矿主分配的计算任务，收款地址是矿主填的。
不过可能存在故意捣乱的情况（商业上的恶性竞争），矿工挖到合法区块后故意丢掉，但这样损人不利己。
大型矿池发布的区块，占的位置更好，有可能更早被其他节点监测到。
有些观点认为，这种矿机演进集中算力的趋势违背了中心化理念，于是提出了抵制 ASIC 运算优势的挖矿难题，被称为 alternative mining puzzle。我们在后面的文章还会提到。
2014 年一度出现过算力高达 51% 的大型矿池，引发业界对比特币去中心化的信任危机，后来这个矿池主动限制算力扩张，分流了矿工，解除了危机。
目前大型矿池的算力集中度依然很高。而且矿主还可以采用分散手段隐瞒自己的规模。矿工转换矿池是很灵活的，只要管理费便宜就有转换动力。
因此，矿主理论上还是可以发起 51% 算力攻击，利用矿工这群不明真相的群众来分布式完成攻击任务。邪恶矿主借助算力可以封锁某些账户的交易，获得相关区块的记账权。但是它没办法偷走账户里的钱，因为没有密钥。
交易脚本
比特币交易验证采用的是堆栈式脚本语言，所有操作通过压栈、弹栈完成，无需显式指定运算顺序。这个脚本语言的操作种类简单，也不支持循环和复杂分支操作，从根本上规避无限循环攻击。因此也是非图灵完备的语言。
脚本输出的值可以是比特币，也可以是聪（比特币最小的价值单位）。
交易常见的脚本模式有 P2PK（Pay to Public Key, 目前已淘汰），P2PKH（Pay to Public Key Hash,不给地址给哈希，更安全，是目前主流的交易脚本），P2SH（Pay to Script Hash,锁定交易脚本只存储哈希值）。
下面是一段 P2SH 的经典多重签名脚本。
func GenP2SHAddress() {
// 生成 3 个公钥
_, pubKey1 := generateKeys()
_, pubKey2 := generateKeys()
_, pubKey3 := generateKeys()
// 创建多重签名赎回脚本
redeemScript, _ := txscript.MultiSigScript([]*btcutil.AddressPubKey{
address1Pub, address2Pub, address3Pub}, 2)
// 生成 P2SH 地址
redeemScriptHash := btcutil.Hash160(redeemScript)
address, _ := btcutil.NewAddressScriptHashFromHash(redeemScriptHash, &chaincfg.MainNetParams)
fmt.Println("P2SH Address:", address.EncodeAddress())
}
P2SH 支持多重签名，需要多方共同确认比特币的花费，提高了安全性。电商平台也通过 P2SH 提高交易的便利性，收款人在花费时使用赎回脚本。
去中心化的脚本语言如果存在老的 BUG（比如 P2SH 存在堆栈初始化 BUG），修复代价极大，强行修复可能会导致分叉。
脚本中还可能存在无条件返回错误的代码，它可以用于燃烧证明（Proof of Burn）的实现，即通过销毁一定加密货币（如将比特币发送到失效的黑洞地址）获得一定的网络权益。比如销毁一点点比特币（手续费）来证明自己拥有其他数字货币。这个行为被区块链永久记录下来，无法篡改了。
前些年炒作很热的数字加密艺术藏品 NFT，就是用了燃烧证明的原理。
燃烧证明的手段和 Coinbase 的 extra nounce 写入信息有些类似，但前者是谁都可以证明自己的数字权益，后者只有有记账权的人才能写入。
硬分叉 Hard Fork 和 软分叉 Soft Fork
区块链协议的代码缺陷很难修复，软件升级会导致区块链发生硬分叉或软分叉。
软分叉是临时性的，随着时间的流逝最终会回到一条链上，而硬分叉则是长期性的。
比如在去中心化系统中，协议升级（哪怕只修改一个字）后，升级后的新节点能向下兼容，未升级的旧节点也认可新生成的区块，这就是软分叉；如果未升级的旧节点不认可新节点的合法性，就是硬分叉，两条分叉将长期共存。
比特币的更多思考
比特币刚被创建时不需要通知其他人，只有发生第一次交易时其他人才知道它的存在。
比特币交易也是无法取消的，如果转错了，只能和对方商量，没有权威机构背书保护。
每一笔交易的 total inputs 减去 total outputs，就是给本区块矿工的手续费。
当前，区块链上的很多区块并没有装满交易记录，很多区块还是很空的。装满交易的区块大小是 1M 左右，约能装 2000 多笔交易。
哈希指针保存在本地的内存地址，去到其他计算机就没意义了，在实际用的时候，就是个哈希值，没有指针。而区块都在 key-value 数据库里。
有的恋人共同分享比特币的地址，把私钥截断，每人保存一半作为信物，称为 “区块恋”。这样做的弊端是，其中一个人丢了私钥就都取不出来了，而且私钥越短越容易暴力破解，安全性呈指数级降低。相对而言，多重签名才是更安全的。
比特币的匿名性靠谱么
匿名就是不能从交易追溯到具体的人。
这世上没有绝对的匿名产品，只要背后的人和真实世界发生经济往来，就很容易关联到真实的人。
一个反直觉的事实，比特币的匿名性还不如现金。银行账户在实名制出现之前，匿名性也比比特币更强。
比特币把交易地址都公开了，不同的地址可以从交易分析中被关联上，尤其是网上购物交易，有多输入输出和找零钱的动作，导致零钱存放地址很容易被识别。电子钱包软件经常生成很多找零钱的地址，如果搞清楚它的生成方式，就很容易锁定人员。
资金转入和转出区块链的过程，尤其是交易所的场内和场外交易，就是反洗钱的重要场景，最容易把比特币用户和现实社会身份产生关联。
比特币自身交易的特点，交易延迟大，交易费贵，根据交付时机可以精准定位出哪个 hash 对应的是哪个人。
所以，要保障匿名性，最好就是尽量不做交易，如中本聪自己。
暗网上的黑市交易平台，利用比特币和 TOR 网络的匿名性，进行非法交易，警方可以通过交易花费时的 IP 地址漏洞，将交易平台背后的犯罪分子抓获。比特币运行在应用层，而下面的网络层还是可以被追溯的。
如果比特币采用 coin mixing 混币手段，能否增加匿名性？
在线加密货币钱包和交易所，有可能把储户的币混在一起，该支付时再拿出一定数量的币。
通过将多个用户的比特币交易混合，切断区块链上原始资金与最终接收地址的直接关联，能够提高匿名性，但是不能完全保障隐私。我们仍然可以通过算法还原资金路径，比如混币交易和交易所提现的时间接近，仍然可以关联。
简而言之，不可篡改性和匿名性天然有排斥，一个不小心的动作就可能无法抹掉，暴露所有账户信息。只要和现实经济系统产生联系，就没有绝对匿名性。
零知识证明
即：无需给出其他信息的前提下，证明一个陈述是对的。
它的数学基础是同态隐藏，加密函数可以同态进行，比如 F（X+Y）=F（X）+F（Y）。零知识证明可用于区块链的隐私交易，就是在隐藏交易的余额或地址的同时，还能验证余额的合法性。
基于零知识证明，行业已出现专门提升隐蔽性的零币和零钞，但不是主流，因为其性能损失大，对初始化有严格要求，用的随机源要能销毁，否则有安全漏洞。
其实难以普及零币和零钞的真正原因是：有强匿名需求的用户并不多。
聊聊中本聪
中本聪作为比特币协议的创始人，是加密货币历史上最神秘的人物，谁也不知道他的真实身份。他挖出了比特币的创世区块，然后把项目交付出去并从此退出业界。据估计，中本聪持有约 50 万枚比特币，市值超 1000 亿美金，但相关地址从未被操作过，他从未花过这些钱。也许他是真正的信仰者，也许他只是把私钥忘了。
加密货币的支付地址就是通过私钥生成的，最坑爹的就是私钥忘了就彻底忘了，谁也没办法取走钱，据说被遗忘的比特币数量不少，因为哈希函数的计算是不可逆的。不像中心化金融机构，能提供个人密码的找回和重置功能。
当然，你也可以在加密货币平台和交易所的 APP 上保存自己的钱包地址，那这不又变成中心化金融了么？何况，这些平台的安全性远不如传统金融机构，提桶跑路或者被黑客盗破产的例子不少。
中心化金融机构真的不好么
比特币是去中心化的系统，但加密货币的交易所是中心化的，它提供了私钥保管的服务，但也带来了新的安全风险。
中心化金融机构虽然可能作恶，唯利是图，但是它有账户服务，也有正规的员工，可以为用户提供贴心支持，整个中心化金融体系处于完整行业规则的管控下。
激励挖矿者，同时防范贪婪者，这种设计在加密货币中无所不在。中心化金融世界中有大厂团队来负责激励和惩罚，但在加密货币中只能通过精心设计的激励制度来落地。
系统总算力越大，理论上越安全，因为凑齐 51% 的算力发动攻击的难度越大。但是好人往往是很分散的，这也带来潜在的风险。