抽象地说，加密数字货币其实就是一些开源的区块链技术构架及其生态工具，在完成一个个类似大富豪或虚拟城市建设一样的 游戏，允许人们在这个逻辑结构复杂但完整的游戏里面根据完整的用户管理，去按照一定的逻辑生成、管理、交换、流转，甚至销毁一个个可分拆的数字单位。而这 样的数字单位我们通常叫积分、代币、币或加密数字货币。

我们都知道区块链其实是一个完全分布式的，点对点互通的软件网络。在这个网络里，人们使用加密技术可以安全地发布 应用、存储数据，并且可以很方便地流转价值。网络上的价值是可以跟现实中的真实货币对接的，所以区块链也是实实在在的价值网络。精密的加密技术本质就是将 消息进行编码，使别人不能解密。在比特币、比特币现金、以太坊、莱特币等众多加密数字货币所构成的价值网络中，加密技术发挥核心作用，就是加密技术把价值 网络中成千上万的计算机连在一起构成一个安全的计算环境，一个大型的分布式超级计算机。这个千万台小机器构成的超级计算机计算和维护着一个账本系统、一个 价值网络，没有中央集权节点，没有单一的所有者，节点之间彼此几乎或者完全是对等平权的。

由于比特币最初的设计不是考虑全球性的大规模分布式应用系统的构架，在不断应用过程中，逐渐有很多性能方面的不足 暴露出来，这样人们就会根据实际情况对比特币的技术进行扩展，从而产生了很多修改过的、类似比特币的加密数字货币。随着比特币及其家族逐渐发展壮大，各种 利用类似比特币技术发展起来的非正统数字货币（bitcoin alternatives，altcoin），也就是俗称的“山寨币”层出不穷。主流的比特币也在2017年8月1日因为硬分叉，分化出一个比特币现金 （BCC）。

通常很多人会说，比特币的价值背后并不像贵金属一样有使用和劳动价值支撑，比特币其实是没有任何实际价值在支撑， 这个说法其实在一定程度上（也就是理论上）是说得过去的。同样的道理也适用于现代社会的各个国家的法定货币。现代国家法币其实也是没有任何实际价值支撑 的。但是唯一的差别在于法币由国家公权力来背书：法币是国家信用的背书，有些法币（比如美元）还往往是诸如原油等各种大宗特殊商品的标的物，所以大家愿意 用法币去交换价值。

今天，以比特币为代表的加密数字货币，还是以法币作为价值对标，还没有能完全做到脱离法币独立存在。人们也会尝试 着将数字货币推广应用成类似VISA卡、Master卡那样的信用卡产品。如果未来由政府和大型机构支持，创造一个足够大的、完全基于加密数字货币的巨型 市场或全球市场，各国央行也加入其中，完全用加密数字货币作为通行货币是可能的。已经有一些国家在这方面的尝试了，开始使用比特币来交换价值，购买产品和 服务。

在中国和世界范围内还有各种各样打着加密数字货币旗号的各类传销币，也有部分传销币是基于真实的比特币技术的，更多的是伪数字货币而不具备加密数字货币性质的，这些我们不在这里阐述。我们下面简单介绍几个，让大家能对各种加密数字货币有一个清晰的认识。

2.1.1　以太坊

以太坊（Ethereum）[1]是 一个开源的、基于区块链技术的、具有智能合约功能的公开分布式计算平台。以太坊有自己的编程语言，智能合约（脚本语言）是以太坊的最大亮点。以太坊提供了 一个去中心化的“图灵完备”的虚拟机——以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine，EVM），这个虚拟机可以将分散在全网的公共节点组合成一个“虚拟”的机器来执行这个图灵完备的脚本语言。

通常我们说以太坊（Ethereum），其实包含三层涵义：

·以太坊价值协议；

·由以太坊价值协议搭建起来的以太坊价值网络；

·在以太坊价值网络上运行的分布式应用及其生态。

以太坊也发行数字货币以太币来支持技术生态。以太坊的数字货币以太币（Ether）可以用来在以太坊价值网络的节 点间传递，同时也可以用作参与节点共识计算活动的“助燃剂”，俗称“汽油”（Gas）。Gas是以太坊内部交易成本机制，用来防止过度无用交易，防止垃圾 交易和网络资源浪费。每一笔交易背后都包含着成本，这点让以太坊成为众多去中心化的分布式应用喜欢的底层区块链基础构架——任何流转都有费用，可以打上价 格的标签出售！

（1）以太坊的版本

正式的发布版本是Frontier版本。之前的版本主要是概念验证版，统称为Olympic版本。正式的稳定版本 是Homestead，稳定版本包含了交易处理、交易费用和安全性等特征。Metropolis版本的使命是减少以太坊虚拟机EVM的复杂度，让智能合约 开发更简单、高效、快捷。Serenity版本则打算将共识算法从现在的通过硬件算力来决定的工作量证明（Proof-of-Work，PoW）转到权益 证明（Proof-of-Stake，PoS），并致力提高以太坊的分布式计算高可用、高可延展能力。

2016年因为去中心化自治组织DAO项目资产被盗事件造成以太坊硬分叉分成现在的以太坊ETH和经典以太坊ETC。

以太坊的版本信息总结如下：

（2）以太币

以太坊区块链中的价值代币叫以太币，在加密数字货币交易所中挂牌一般是ETH。以太币用来支付以太坊价值网络中的交易费用和计算服务费用。

（3）以太坊虚拟机

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊智能合约的运行环境，正式的EVM定义由Gavin Wood撰写的以太坊黄皮书做了详细的描述。EVM建立一个沙盒，将运行环境与所寄宿机器的文件系统、网络和各种运算进程隔离开了。目前这个EVM已经正在被很多种编程语言实现。

（4）智能合约

智能合约是以太坊的灵魂，它承载着不信任节点之间传递价值逻辑的使命。在以太坊价值网络中，智能合约是自动执行的脚本，并且是带着业务和资产的状态进行流转的。智能合约的发布、流转都需要以太币作为费用（即Gas），并且能被多种图灵完备的编程语言实现。

（5）以太坊的性能

以太坊所有的智能合约都存储在公网上的每一个节点，以保证公正、透明、去中心化和不被篡改，当然也导致性能损失很 大。每一个节点都要做大量的计算去流转和存储智能合约，导致全网价值流转速度变慢。研发人员曾经考虑过对区块链数据进行“分区”存储，但是没有很好的方 案。到2016年1月，以太坊公网上的交易处理能力大概是每秒25个交易。所以网络性能、高可用及可延展性逐渐成为2017年以来以太坊最重要的技术话 题。

（6）以太坊客户端和钱包

·Geth：Go语言实现的以太坊客户端，也是以太坊基金会的官方客户端；

·Jaxx：网页版及手机版以太坊钱包；

·KeepKey：硬件钱包；

·Ledger Nano S：硬件钱包；

·Mist：以太坊桌面版钱包；

·Parity：用Rust编程语言写成的以太坊客户端。

（7）企业级以太坊

以太坊独特的智能合约技术和代币发行自动化的技术使得以太坊逐渐成为很多分布式应用的孵化器，正在逐渐成为分布式去中心化应用的首选技术。

大部分人选择以太坊有两个原因：

1）应用程序工程技术开发人员选择使用以太坊技术来创建分布式产品和各类服务；

2）非工程技术人员看重以太坊及其技术可以应用在金融、保险、银行、法务、游戏、社交、政府监管、物流、物联网、人工智能等很多领域。

对比比特币及其他区块链技术构架和生态，以太坊同时极大满足了技术人员和非技术人员的共同需要。工程技术人员使用 以太坊可以快速创建、设计、发布、部署和维护分布式的去中心化应用。使用以太坊开发应用不需要了解太多的密码学知识、大型分布式系统设计构架等，工程成本 和技术要求相对低于比特币类技术构架。而对于非工程技术人员，可以很轻松地直接通过以太坊的区块链浏览器和价值网络，特别是可通过工程人员另行使用脚本语 言进行编程修改智能合约从而对商业逻辑进行定制化，从而达到在自己的行业快速进行现代数字货币化技术升级，进行行业颠覆等。

[1] 以太坊是由一个叫Vitalik Buterin 的俄罗斯裔加拿大数字货币程序员和研究人员在2013年提出来的，于2015年7月30号正式发布。正式的官方研发机构后来是由一个在瑞士注册的以太坊基金会完成。

2.1.2　比特币现金

比特币现金（BCC/BCH）是2017年8月1日由于比特币扩容争端而硬分叉出来的一个比特币变种。2017年 7月20日，全球比特币矿工投票，有近97%的矿工选择支持比特币改进动议BIP91，计划激活隔离见证（Segregated Witness，SegWit）功能。

比特币区块链第478558号区块成为最后一个共同认可的区块，而新的478559号区块成为新的比特币现金第一号区块。比特币现金钱包利用一个定时机制选择在分叉之日拒绝接受主流比特币BTC的区块。

比特币现金最大的特点是完全继承原比特币设计和技术构架，只是简单地将区块链区块大小从原来的1MB扩容到8MB。2017年7月23日，比特币现金BCC期货价格是0.5BTC，分叉当日价值下降到0.1BTC。

硬分叉出来后的比特币现金和原来比特币区块链的主要差别如下（截至2017年8月8日）：

·硬分叉后有243个区块被挖出（开挖区块数量比原链少904块）；

·新比特币现金区块链的运营难度只是原链的13%；

·原链的区块链大小增长比比特币现金链多了920.19MB；

·挖比特币现金的收益比挖原链的收益高30%。

2.1.3　莱特币

莱特币实际上是从比特币的源码进化而来的，或者说得更直白点，是比特币的一个简单变种，一度有一种说法是：比特币是金，莱特币是银。其相对于比特币，主要做了如下一些变更：

1）货币发行总量增加到8400万，比特币只有2100万；

2）区块出产的理论周期提高到2.5分钟，比特币是10分钟；

3）挖矿基础算法由比特币的SHA256变更为Scrypt，这种算法需要使用到大量的内存，因此一度能抵御集成电路矿机的高性能挖矿。

由于莱特币只是比特币的简单变种，因此比特币具有的问题，莱特币也基本都有，比如区块扩容的问题。不过在2017 年5月份，莱特币先于比特币完成了隔离见证，之后创始人李启威便宣布了莱特币的下一步战略：智能合约与原子级跨链交换。这使得莱特币的未来充满了各种可能 性，而不再一直停留在纯粹的加密数字货币这个位置上。相对于比特币来说，莱特币拥有一个明确的创始人，在很多发展事项上，创始人的领导力与关注度还是很重 要的。

我们来看一下莱特币核心客户端，为便于大家从第一印象上与比特币做参照，我们启动了一个带界面的客户端，如下图所示。

看到界面，相信不少朋友已经发现了，这与比特币的核心客户端非常相似，莱特币本来就是源自比特币，既然都是开源系统，自然也就不去重复造轮子了。

2.1.4　零币

零币，也叫Zcash，其前身为Zerocoin项目，这也是一种基于区块链的加密数字货币，并且它的总量跟比特币一样也是2100万枚，并且同样通过PoW算法进行挖矿发行。Zcash最大的特点是：提供了交易数据的隐匿性。 我们知道通常比特币一类的系统，其交易数据都是完全公开透明的，所有人都可以查询比特币中发生的所有的交易，而Zcash会隐藏交易的发送方、接收方和交 易金额，只有具备查看密钥的用户才能访问到这些信息。有朋友会问，比特币难道不也是匿名安全的吗？每个人在比特币系统中只有一个钱包地址，这个地址就是一 串字符而已，谁也不知道地址后面到底是谁，更何况比特币的钱包地址可以几乎无限制地创建，这还不够隐秘安全？让我们来看一看比特币的隐匿性存在哪些问题。

1）比特币地址本身具备匿名性，但是只能限制在比特币网络内部。如果要通过交易所进行法币兑换，一般要提供实名认证，比如身份证、手机号码等，这两年发生过多起比特币勒索病毒事件，实际上攻击者即使得到了比特币也难以通过合法交易所完全匿名兑换出来。

2）比特币的交易数据是完全公开透明的，虽然钱包地址本身具有隐匿性，但是所有的交易数据都是公开不加密的，通过交易的地址关联等，再加上对数据包的分析，找到对应的IP地址等信息，是可以有办法定位到大概的背后身份的。

目前比特币中有一些做法，比如混币可以进一步提高交易信息的隐匿性。所谓混币就是在一个交易中包含大量的输入和输 出，目的就是将交易信息打散割裂，尽可能提高找出输入与输出之间关联性的难度，可以通过一些工具软件来进行高效的混币操作。当然，我们提醒大家，可以去多 关注一些实现的技术原理本身，而不要轻易去实施这些做法，毕竟这种操作会涉及一些法律上的问题。

那么，零币是依靠什么来实现的呢？具体来说，零币是使用了称之为零知识证明的机制，什么叫零知识证明呢？我们来理解一下，实际上在生活中我们也是常常会遇到的，来看一个例子。

Alice拥有一串保险箱的密码，可是Bob不相信，此时Alice如何证明呢？如果将密码告知Bob，让Bob 去自己试一试，那当然可以证明，可是这样的话，密码也就泄露了。因此Alice决定换一个做法，她让Bob坐在离她比较远的地方，然后自己当着Bob的面 打开了保险箱，以此证明自己拥有保险箱的密码，整个过程中Bob只是看到了一个可以证明的结果，而没有接触到密码，这就是零知识证明的基本原理了，这样的 例子在生活中还有很多。

对零币系统而言，大体上是实现了一套协议，通过加解密技术，比如隐藏原地址和交易金额，生成一个字符串码，需要通过一些特有的数据才能解码获得。比特币可以将需要发送的交易转化到零币，再到比特币网络，这样就更增强了比特币交易的隐秘性。

2.1.5　数字货币发展总结

数字货币在本书特指加密数字货币。比特币、以太币还有莱特币等都是典型的加密数字货币。我们已经知道区块链技术就 是分布式账本系统，账本记的就是资产的所有权，底层就是一堆数字，一堆表明资产所有权的数字。普通的代表资产背书的数字要能成为可以流通的加密数字货币， 必须具备如下三个基本条件：

·加密哈希函数（例如SHA256）；

·独特的、以哈希函数结果为指针的、防止篡改的链式数据结构；

·非对称（公钥/私钥）密钥体系。

当普通的账本数据具有以上三个特征，普通的账本数据就具备了加密数字货币的特征。在区块链技术中，由共识机制和价值流通网络所构成的价值环境基础的烘托就可以形成加密数字货币（确切来说是可以承载价值的分布式共享账本）。

当数字的形态通过加密哈希函数、哈希链式结构和非对称密钥加密之后就会初步具备数字资产（货币）的雏形，但是这样的数 字资产需要一个流转的网络，并按照一定的共识机制来保证资产的安全性和有效性，进而构筑价值网络。一般数字资产的价值网络构建共识机制包含如下5个要素 （需要回答5个问题）。

（1）价值共识协议5个要素

·谁来维护（存储/交换）价值交易记录账本？

·谁有权决定一笔交易的合法性？

·谁是初始数字资产（货币）的产生者？

·谁可以修改系统（共识）规则？

·数字资产交换与流转谁可以获利，获利多少，怎么获利？

当一个数字资产形态在规划好的环境中沉淀，交换并形成价值网络的时候，上面5个要素得到妥善合理的落实，加密数字货币的体系就可以构筑并运营起来了。

（2）加密数字货币正在成为“数字黄金”

参照前面提出的价值共识协议5个要素，我们来看看比特币这个“数字黄金”：

1）所有人都可以访问和维护公共账本，新交易记录向所有节点全网广播，每个节点都将接收到的交易数据写到区块链数据块中，任一节点接收新的数据块前必须对所有的交易记录进行校验（未支付，签名合法）；

2）写节点是随机的，并马上把结果数据块全网广播，接收节点将自己的哈希加到所认可的数据块中做背书；

3）初始资产分两个部分：一部分是通过创世块预留资产，大部分资产则是通过挖矿获得；

4）比特币的游戏规则由比特币核心技术团队、比特币矿工、投资者和比特币流通的商家协同整个比特币社区来决定和修改；

5）比特币的交换与流转使获得记账权的矿工、流通节点和服务提供商获得一定手续费。

然而，比特币等加密数字货币要成为“数字黄金”本身也是一个漫长的道路，其也同样面临各种挑战：

1）世界主要经济体（美国、中国等）针对数字货币的法律还存在很多不确定性；

2）共识机制和游戏规则由数字货币软件核心开发技术团队和比特币矿工控制，每次规则改变都会有软分叉/硬分叉带来的资产变动的风险和挑战；

3）比特币和各种加密数字货币本身的技术复杂度、成熟度、安全性和高可用性是一个不断进步和发展的技术研发过程，任何一次大的技术更新或漏洞，都会给这个“数字黄金”造成动荡和影响；

4）开源的底层技术架构和安全机制给各种黑客攻击提供一定便利，并且和黑客的斗争是一个持续的过程。

由于比特币为代表的加密数字货币技术的兴起，特别是数字货币所承载的价值足够大，可能对社会经济金融环境造成足够 的影响，世界上很多主要经济体国家都开始担心数字货币的影响并学习如何应对，逐步加强数字货币的研究，部分尝试将数字货币相关的活动纳入国家监管，并尝试 利用数字货币技术改进传统金融法定加密数字货币。

中国央行明确将发行“数字货币”；日本内阁签署《支付服务修正法案》，正式给予包括比特币在内的数字货币合法支付地位；美国证券托管结算公司在研究和探索使用区块链技术；英国的英格兰银行在做各种基于比特币的分布式账本和数字货币的尝试。

我们正处在一个数字货币革命时代，一个新生事物的产生总是会带来各种各样的不可预见性，但是我们应该坚信，数字货币会因为其不可篡改和去中心化的天然属性及其信任机制给大家带来理念和业务形式上的变革。

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