白话区块链入门004 | 比特币的安全性到底有多高？
白话区块链
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「白话区块链入门系列」是白话区块链针对新入门用户、推出的一档区块链科普栏目，希望将区块链世界“黑话”变成“白话”，让零基础的小伙伴也能快速入门。
作者 | JackyLHH
出品｜白话区块链（ID：hellobtc）
即便是现在的熊市，比特币价格距离今年1月份的最高点已经跌去了约68%，但一个比特币也依然值约4.5万人民币。所以，你肯定很关心比特币的安全问题。
那么，比特币安全吗？换句话说，钱包里的比特币，容易被黑客盗走吗？
01
私钥、公钥、地址
就像银行取款、网银转账需要输入密码一样，动用钱包里的比特币也需要密码，这个密码被称之为“私钥”。
与“私钥”对应的是“公钥”，“公钥”就像你的银行账户。每个银行账户都有唯一的账户编号，也就是银行卡号。在比特币网络中，这个银行卡号就是“地址”。别人只要知道你的“银行卡号”（即地址），就可以给你转比特币了。
在银行，开户流程基本是“开设银行账户——给银行卡号——设置银行卡密码——开户成功”。但在区块链世界里，是先设置“密码”（私钥），再开设“银行账户”（公钥），最后给“银行卡号”（地址）。
如果你路上捡到了一张纸条，上面只写着银行卡密码，但没写银行卡号，即便这个银行卡密码是真的，你也无法取走相关账户里的钱。
但在区块链世界，你只要知道了别人的“银行卡密码”（私钥），就可以知道别人的“银行账户”（公钥）和“银行卡号”（地址），可以取走里面的币。
为什么会这样呢？
这是因为在区块链中，私钥通过加密生成公钥，公钥转换一下格式生成地址。也就是说，私钥可以推导出公钥，公钥可以推导出地址。
02
反向推导？没门！
既然“私钥可以推导出公钥，公钥可以推导出地址”，动用账户里的比特币又必须输入“密码（私钥）”，那黑客要窃取你钱包里的比特币，必须、也只需拿到“私钥”即可。
理论上，黑客有2种方法窃取你的私钥：
1、通过地址/公钥，反向推导出私钥。
2、一个一个地去试私钥，也就是暴力破解。
第一种方法并不可行，因为比特币采用的加密算法，“失之毫厘，差之千里！”。输入的内容，稍稍变动哪怕一丁点的东西，加密后输出的结果和之前输出的结果也有天壤之別，而且这些结果没有规律可循。
所以，这种加密算法是“单向的”、“不可逆的”，黑客无法通过输出（地址/公钥）推导出输入（私钥）。
03
暴力破解比特币私钥有多难？
既然第一种方法不可行，那第二种方法如何？在回答这个问题之前，我们先看下私钥是怎么产生的。
假设你抛硬币，正面朝上为1，反面朝上为0，连续抛256次，把每次抛的结果记录下来，再转换成十六进制数，就是一个比特币私钥。
What? 这么简单？这么任性？
没错，比特币的私钥就是通过程序“抛256次硬币”，随机生成的。所以，比特币私钥的本质是256位二进制数。
每次抛硬币，都有正反2面，所以抛256次，一共可以出现「2 x 2 x2 x 2……2 x 2x2」，即256个2相乘，也就是「2的256次方」种结果。所以，比特币的私钥总数，理论上有「2的256次方」个。
注：私钥总数的实际值比上面的理论值略低，因为有一小部分私钥不可用，但对总数影响微乎其微。
「2的256次方」是多大呢？它约等于「10的77次方」。那「10的77次方」又是多大呢？
如果我们居住的这个地球，海洋、岩石、地底下的岩浆全部用沙子来填充的话，整个地球的沙子数量大概是「10的30次方」。也就是说，一个和地球一样大，全部由沙子组成的星球，需要用到「10的30次方」粒沙子。
「10的77次方」比「10的30次方」大「10的37次方」倍，整整37个0。在比一个地球的沙子数量还要多「10的37次方」倍的比特币私钥集里，一个一个地试，破解出某个地址对应的私钥，简直比大海捞针还难。
所以，即便黑客有超级计算机，都无法暴力破解比特币私钥。
这就是为什么很多人说，“比特币第一次通过技术手段，保证了个人的私有财产神圣不可侵犯”。
04
如果比超级计算机还要厉害？
虽然未来的科技如何发展谁都无法准确预测，但如果有一天，人类发明了比超级计算机、量子计算机还要厉害的计算机，比特币私钥不就不安全了吗？
确实，很多人想知道量子计算机到底对比特币的安全性有没有威胁，如果有威胁，比特币有哪些措施可以应对。
鉴于这个问题不是三言两语能解释清楚，后面我们会单独开一篇文章，探讨这个问题，敬请期待。
05
结语
当然，安全问题不仅仅牵涉到技术问题，也牵涉到私钥的保存问题。如果是因为自己私钥保存不当，或是电脑中了病毒，或是使用的钱包软件有漏洞或是有后门，导致私钥被黑客窃走，那钱包里的比特币安全性就无从谈起了。
但是，因为自己的失误导致私钥被盗，这锅不能让比特币背，不是吗？
所以，如果有人拿比特币被盗事件来质疑比特币的安全性，你会怎么回答他呢？
有任何疑问都欢迎留言，我们会精选好问题加入我们的白话区块链入门系列中，一旦选中都有红包奖励！
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