初学者指南：加密货币如何工作

无论你是否了解数字货币，有一件事是肯定的：这些数字资产已经创造了历史，而且似乎不会很快消失。值得注意的是，萨尔瓦多国家最近采用比特币作为法定货币，而即将上任的纽约市长埃里克亚当斯打算将纽约市变成一个加密货币热点。

根据最近的一项调查，虽然只有 16% 的美国人表示他们投资、交易或使用过加密货币，但近 90% 的人听说过。

加密货币和去中心化金融（人们可以在没有中间人或银行等中央机构监督的情况下相互进行金融交易）的倡导者经常争辩说，这些平台同时是透明和匿名的——这是一件好事.

这一愿景的关键在于一种称为区块链的数字技术，它是所有加密货币的基础。区块链充当虚拟记录大厅或公共分类账，记录每笔交易，详细说明金额以及发送方和接收方的钱包地址。

然而，批评者和监管机构担心加密货币会造成伤害，例如人们将其用于诈骗、洗钱或资助非法活动（更不用说其中一些加密货币的巨大碳足迹）。专家们对加密货币网络抵御攻击的能力以及某些系统是否被设计为随着时间的推移变得中心化或本质上让富人变得更富有提出了担忧。

加密的基础知识，解释

从前端开始，这就是您发送和接收加密货币时发生的情况。请记住，所有加密货币都只是基于包括比特币在内的计算机程序，并且这些“硬币”实际上并不是货币，而是将价值从一个用户转移到另一个用户的计算机代码片段。要参与此过程，首先您必须创建一个数字钱包。比特币和以太坊都推荐最适合其加密货币的钱包，Coinbase 和 Gemini 等专业交易所也提供钱包。

每当您创建新钱包时，在该加密货币上运行的算法将生成与其关联的配对私钥和公钥。您可以将公钥视为地址或银行帐号，而私钥则用于证明您的所有权。这些密钥是一长串字符，用于标识加密货币的去向。通常，地址只接受它们所属的加密货币类型（尽管称为跨链桥接和交换的东西可以帮助连接不同的加密货币）。

然后，您可以在您的钱包中挖掘一些未使用的值并将其发送到其他人的公钥。当您签署确认您要发送比特币时，您会生成一小段附加到交易的个性化代码，系统会创建一个数学难题来锁定价值并打乱代码。当收款人准备好消费时，他们将相应的代码放入交易中。网络中的每个人都可以验证这两段代码是否适合（通过称为交易确认的过程，也称为挖掘 - 稍后会详细介绍）。这整个操作称为签名验证。

“如果没有正确的信息，人们就不可能找到丢失的部分，但任何人都可以很容易地验证两部分是否合适，”克里斯汀解释道。“除了签名验证，比特币几乎没有额外的计算能力。中本聪（比特币的创造者）最初的愿景是拥有可编程货币。问题是比特币很快变得如此流行，以至于开发人员决定冻结他们原来的功能。”

那么其他加密货币与比特币有何不同？

许多现代加密货币都源自比特币模型。例如，莱特币在很多方面与比特币相似，但谜题部分略有不同。他们用一个名为 Scrypt 的函数替换了比特币中使用的挖掘算法（称为 SHA-256）），他们声称该函数运行所需的能量更少。另一方面，比特币现金的创造者从一个致力于比特币的团队中剥离出来，以创建一种类似比特币的加密货币，每秒可以处理更多的交易。

然而，以太坊采取了不同的方法。它的区块链有一个称为“循环”的附加功能，允许它重复运行一段工程师可以编程的代码。以太坊使用一种称为“gas”的机制来向发起交易的人收取运行编程指令的费用。程序在运行时消耗“气体”，当它用完时，程序要么完成，要么终止。

开发人员可以在以太坊之上构建加密货币（如稳定币 DAI）、构建抵押或独特的不可替代代币，因为它们都是代码的一部分。“所有这些都是扩展以太坊交易的代码片段，”克里斯汀说。

以太坊还因其将智能合约集成到其区块链中的巧妙创新而受到赞誉。以太坊开发人员将这些描述为“在满足某些条件时执行某些操作或计算”的代码脚本，将代码逻辑与“自动售货机”的工作方式进行比较。例如，如果智能合约中存在数字艺术 NFT，艺术家可以创建版税计划如何资助比特币钱包，每次在区块链上转移艺术时都会产生费用。

或者，再举一个例子，想象一下走进一家银行并要求借 1000 万美元，但没有告诉任何人你的名字。康奈尔理工学院计算机科学教授阿里朱尔斯说：“有人会伸手去拿桌子下面某个地方的红色按钮。” “但你实际上可以在区块链上做这样的事情。”

你可以使用智能合约借钱，然后用它做任何你想做的事。通常，它用于套利，您可以在其中买卖硬币以获取利润。然后，您在一次交易中偿还贷款。“区块链的运作方式是如何资助比特币钱包，如果你无法偿还贷款，整个交易就会中止，”Juels 说，“这意味着就好像你一开始就没有借过钱一样。”

工作证明、股权证明和其他形式的“共识”

现在，大幕再次升起：为了让任何加密货币系统保持运行，必须有一种方法可以将新币释放到网络中，还必须有一种方法来维护一个公共分类账，以跟踪所有新币的出处和出处硬币 。他们去哪里。

然而，由于这些加密货币都是点对点的，没有一个实体可以像传统银行那样做到这一切。相反，运行系统的责任落在整个参与者网络上，这就是为什么他们必须就交易是有效还是无效达成一致。在区块链上进行的每笔交易都需要进行验证。一批交易形成一个区块，若干个区块形成一条链。

不同的加密货币使用多种方法来完成这两个标准任务。工作量证明是大多数加密货币（包括比特币和以太坊）用来执行此操作的过程。虽然最终所有用户都可以检查交易是否良好，但只能选出一个用户来领导验证，将交易添加到区块链，并获得奖励。这些奖励是新货币释放到系统中的方式。此操作也称为采矿。但首先，被称为矿工的用户必须相互竞争以解决密码难题，其难度与试图解决难题的人数成正比。谜题是由算法创建的。解决它的唯一方法是尝试许多不同的数字，更强大的计算机或处理器可以更快地尝试更多的数字，所以它'

对于比特币，系统中的比特币数量有限（2100 万），挖矿奖励会随着时间的推移而减少，尽管矿工仍然受到激励，因为他们可以赚取部分交易费用。“比特币的理想目标是每个 CPU 一票。这最终被颠覆了，”朱尔斯说。“人们正在使用专门的挖矿硬件来参与系统。” 随着比特币挖矿的升温，人们开发和烧毁特殊硬件，消耗大量电力并产生大量废物。

“工作量证明仍然按照最初的原则运作，即需要资源投资才能参与系统中区块的开采，”Juels 指出。

同时，在 PoS 系统中，你付费玩，必须参与代币作为资源投资，比如存入押金，一旦你添加到区块链的交易被网络批准，你会取回押金。该系统是随机选择一个当时在线的质押者，他们可以验证交易并获得奖励。由于它不需要解决难题，因此理论上它应该消耗更少的能量。

“在比特币中，你对系统的参与与你所做的计算量成正比，”Juels 说。“在权益证明系统中，它与你在系统中持有的加密货币数量成正比。”

“通常[工作量证明和股权证明]系统的工作方式是，创建下一个区块的权利是在一种彩票中随机确定的，你赢得彩票的机会与你的资源成正比， “ 他加了。

虽然以太坊表示它正在过渡到股权证明系统，但这种跳跃尚未发生。使用权益证明的现有加密货币项目有自己的变体。例如，Cardano 使用名为“Ouroboros”的权益证明系统，该系统结合了权益委托和权益池。Solana 是一个区块链，你也可以在智能合约程序和其他去中心化应用程序上构建它，它结合了验证权益，而另一个所谓的共识算法验证历史，结合了有关交易的时间戳。

尽管权益证明更快、更节能，但许多专家对其稳定性和进入壁垒表示担忧。“在比特币中，原则上你可以用你的笔记本电脑开始挖矿。你不会做得很好，但你可以加入这个系统，而无需任何事先的资源投资，”Juels 说。“在这些权益证明系统的情况下，你需要购买一些代币来参与，或者在协议开始时分发这些代币。有些人反对需要获得硬币才能开始参与，但这是必要的。”

或者，称为 XRP 账本的加密货币项目使用共识协议，这与几乎民主的股权证明或工作证明不同——但验证者没有得到任何奖励。

存储证明

还有一个概念需要理解。存储证明（也称为空间证明）是您在网络中提交一定数量的存储空间的地方。“最初的想法是数字保存——我们想记录一切，所以至少我们可以将磁盘空间用于一个好的目的。结果比我们想象的要少，”克里斯汀说。“数字保存需求很大，但它的扩展速度不如货币。” Juels 建议这些系统可用于存储来自 NFT 的数据。一个测试这一概念的项目是 Filecoin。

最终，尽管 PayPal、Mastercard 和 Robinhood 等大型金融平台取得了进展，但加密货币的未来仍然不确定——即将出台的联邦法规可能会极大地重塑社区和生态系统。比特币等货币的价值仍然波动不定，代表了风险资本投资。无论加密货币的下一章走向何方，这一新技术浪潮的流行已经迫使大型金融机构改变人们希望与货币互动和使用货币的方式，这是无可争辩的。