科普 | 比特币初级知识——账户身份（怎样证明你妈是你妈）

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比特币价格已经涨的那么高了，比特币系统的资金安全已经成为很多人关心的一个问题。通常资金安全包括两个方面：账户安全和账户内的资金安全。第一条是怎么确认这个账户是我的，第二条是怎么确保账户里面的钱不会被人轻易转走。Alice想要转账给Bob 10美元，在传统的金融系统中，Alice要做两件事：首先，Alice需要证明这个账户确实是Alice的；其次，Alice要证明这个账户她是有操作权限的。在证明第一件事情上，传统金融系统通常是利用实体机构，依靠证件，确保人证合一来证明用户身份的。在证明了Alice对账户有控制权后，Alice通过密码、数字证书、U盾、令牌等技术，对账户进行操作。

传统金融系统中，使用的信息技术有一个最重要的特点：

账户地址（账号）和密码（或者数字证书、令牌种子等）的对应关系是依靠数据库的表格存储这个对应关系来实现的，两者之间（账号和密码）并没有数学上的关系。

正是由于这个特点，在传统金融系统中，账号可以随意编制，只要不重复就行；不同的账号可以使用相同的密码，只要用户记得住就行；用户忘了密码，可以拿着自己的证件去营业厅重置密码。这些已经成为我们对金融系统认知中最理所应当的事情了。

然而区块链系统，尤其是像比特币这种纯粹的去中心化区块链系统，这种方式是不行的。首先，并没有一个实体机构能够给用户颁发比特币的账号，让用户去设置密码。因为比特币是去中心化的，原则上没有任何个人或者机构能够控制这个系统。那么，比特币该怎样去实现帐号和身份的对应关系呢？

在比特币系统中，“账户是谁的”和“怎样控制账户”这两条是同一个问题。只要你能控制这个账户，那么就说明这个账户是你的。反正比特币也没办法去校验用户在现实世界中的身份，因此，只要你能证明自己可以控制这个账户，那么这个账户就是你的。这一点，就是人们通常所说的比特币的匿名性。比特币区块链系统的设计中，不需要存储任何和身份相关的信息。

回顾一下之前我们讲过的内容，比特币是一种记录交易的方式，比特币使用UXTO模式来记录所有的账目。Alice转账给了Bob 10个比特币，在比特币系统中这条记录是这样子的：

整个比特币区块链上存储的，都是这样的一条一条的交易，不需要表明存储账号和密码对应关系的表格。在比特币系统中，账号和密码（在比特币术语中，我们称之为“地址”和“私钥”）是通过数学算法严格的一一对应的。这种方式除了具有节约存储的好处外，还避免了设置一个账号管理中心来负责发放账号。在比特币系统中，账号和密码都是计算出来的，每个人都可以按照这个规则，利用随机数计算任意个属于自己的账号和密码出来，而并不需要去任何地方申请账户。并且，通过密码可以计算出账号来，但是反之则不行，只知道账号是无法计算出密码 的。同时账号和身份之间没有对应关系，持有密码就可以直接操作账户。密码不是自己设置的，而是通过算法计算出来的。因此，在比特币系统中，密码管理对普通用户来说，是一个难题。

在比特币区块上，好像就是一个个保险信箱（钱可以从外面塞进去，但是要取出来必须有钥匙才行）放在那里。交易的时候，交易的发起者Alice首先掏出一把钥匙，打开其中一个她自己的保险箱，取出里面的钱，然后塞到Bob指定的一个保险箱里，这个交易就算完成了。任何人都可以搞一个保险箱放在那里，等待有人给你塞钱进来。如果Bob的钥匙丢了，任何人拿到Bob的钥匙，都可以把钱取走，并且不会有任何人会对这种损失负责。因为比特币是一个没有中心的账本，没有任何人能够控制它，也就没有任何人能对它负责。

为了安全起见，每一个保险信箱在被开启过之后，用户通常会抛弃掉它，转而启用新的保险信箱。Alice需要转账给Bob 10比特币，但是Alice自己的一个账户里原本有12.5个比特币，那么通常Alice会发起这样的交易：

把余额转入自己的一个新地址，而原本的地址就不再使用。这种方式并不是比特币系统强制的，只是大家一般都这么做：一旦要花一个账户里面的钱，就把它全拿出来，剩余的钱转到新的账户里。

实际上，比特币系统除了这种比较简单的转账方式外，还有一些比较高级的转账方式。在以后的文章中，我将会讲到比特币的交易脚本到底是怎样工作的。

本文是我写的区块链科普系列的第五篇。稍微回顾一下之前的文章：

第一篇讲了什么是区块链，我希望大家能了解到区块链就是一个无中心的分布式账本，区块链是创造信用的机器，因此区块链能够渗入商业模式内部，改变现有商业模式，而不只是一个简单的信息系统。

第二篇讲了一个热门话题：ICO。我不评价任何现在正在进行或者已经进行的ICO项目，只是希望大家能了解到为什么有了区块链以后才出现了ICO这种融资形式。

接下来三篇讲了比特币的初级知识，我希望大家能了解到以下几点：比特币记录的是一条一条的交易行为本身，而不是交易后账户的状态；比特币的挖矿对于不同的矿工而言是一种竞争记账权的合作记账行为，在合作的大框架下有序的竞争；比特币的账户和密码都是计算出来的，不需要申请，也不能随意设置。

这几篇文章下来，我相信大家已经对比特币有一个初步认识了。接下来，我们回到区块链这个大话题上，下一篇我将讲一下怎样理解区块链无中心的含义。

作者简介

敖萌，现就职于中国信息通信研究院北京泰尔英福网络科技有限责任公司，主要研究模式识别和区块链，联系方式：[e-mail]。

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