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在本书出版之时，比特币可能又经历了一次过山车行情，价格到达一个新低点，市场上会再次弥漫着“比特币已死”的论调，而比特币的各种问题也被夸张地呈现在公众面前。那时候，请你记得我以上的判断以及200多年前雨果说过的一句话：
世界上最强大的力量莫过于应运而生的思想。
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05 挑战与破解之道
比特币的常见问题
比特币交易全过程
首先，讲一个关于比特币交易的故事。从这个故事里，我们可以了解比特币交易的流程，以及流程中各个步骤存在的问题。
有一天，长人在网上闲逛的时候发现了一家网店，里面的商品新潮有趣，而最重要的是，它支持比特币支付。作为比特币的坚定信仰者，他与店主聊得非常投机，决定以10个比特币的价格购买一件商品。出于对店主的信任，长人与店主约定，由前者将10个比特币打到后者的地址上，而后者在收到比特币后再将商品发出。
店主打开自己的比特币钱包，创建了一个新的比特币地址，并告知长人。店主创建新地址的本质是生成了一个密钥对，这个密钥对由一个公钥和一个私钥组成，其中私钥只有店主自己知道，而公钥则是公开的，可以用来验证支付的真伪。
长人收到店主的地址信息后，打开了自己的比特币钱包客户端，并指示客户端将10个比特币发送到店主的收款地址。钱包客户端里储存着长人所有地址的私钥，为了简化问题，我们假设长人在其中一个地址里放了11个比特币，而本次支付只从该地址进行扣款。在发送比特币时，钱包客户端以该地址的私钥对本次交易进行签名，并向全网公布这次交易信息。
这个时候，网上所有的节点或者说每一个矿工都会验证这个交易是否有效。验证方法也很简单，拿出这个地址的公钥对照即可。在这个环节，名叫宋欢平和睡空空的两位矿工也接到了这个交易信息。在经过验证确认交易有效后，他们把这个交易放进内存里，等待进入数据块。过了一段时间，宋欢平的电脑算出了一个符合条件的随机值，系统宣布一个新的合格数据块诞生，并向整个网络公布了这一消息，其他节点（包括睡空空）收到后就开始在这个数据块之后开始新的挖矿工作。而长人和店主的交易信息就被打包放进了宋欢平挖出的数据块里，并且得到了初步确认。当下一个区块链接到这个区块时，交易就会得到进一步的确认。在连续得到6个区块的确认之后，长人和店主的这笔交易基本上就不可逆转地得到了确认。
店主发现10个比特币已经到达他的地址，经过一段时间的等待确认后，他把商品发给了长人，本次交易宣告完成。
确认时间的问题
在这个故事里，最引人注目的问题在于比特币的确认时间。宋欢平和其他矿工不断地测试以得到符合条件的随机值，而求得随机值所需的时间已被系统预先限定，平均耗时10分钟。也就是说，无论矿工们多么努力，挖出一个数据块所需要的时间总是在10分钟左右。如果要保证交易的不可逆转，则要等待6个数据块完全确认，这至少需要1个小时的确认时间。
为什么比特币交易需要确认呢？这涉及双重支付的问题。如果长人给店主支付10个比特币的同时，未等系统确认，又用同一个地址（内有11个比特币）向其他地址支付了10个比特币，并且采取了一些技术手段（比如将10个比特币分散成极小份发送到若干地址里，使得系统优先确认该项交易），使得后一笔交易优先于前一笔得到确认，那么店主最终将得不到那10个比特币。简单来说，一笔比特币交易的等待时间越久，得到的确认越多，它就越安全。
如果这种交易发生在网络上，且销售对象不是时效性非常强的商品，那么等待1个小时的确认时间也无所谓。但如果是在日常生活中，比如在商店里，那确认时间就成问题了。我们很难想象，上班前在7–11里用比特币付款买了糯米鸡当早餐的白领，要在店里等上60分钟才能离开——在迟到5分钟就要扣奖金的今天，这有点儿不切实际。
这个问题的本质其实是信任。你是否信任与你交易的人，这是解决问题的关键。为了便于分析，我们拆分成以下几种情况进行讨论。
/熟人交易/
这里的熟人不一定是朋友，可能是楼下商店的老板。他每天都能看到你上下班，见面了还会打招呼，你也经常去他店里买东西。在这种情况下，他不会太在意确认时间，因为你已经是熟客了，不太可能为了贪小便宜而把自己的信誉丢掉。
/陌生人的大宗商品交易/
在陌生人进行初次交易时，彼此的信任难以马上建立。在这种情况下，确认时间是必要的，但不一定是不可接受的。想象你去4S（以“四位一体”为核心的汽车特许经营模式）店买汽车，当你用比特币支付完毕后，店员同时为你的新车办理各种手续。这种大宗商品交易所需的手续时间通常比比特币的确认时间长得多。那么，交易双方通常都不会太介意交易的时间确认问题。
/陌生人的小额交易/
这是比特币目前遇到的最大的技术难题。在一个大城市里，很多小额交易是发生在陌生人之间的。比如你走进街边的星巴克，点一杯咖啡带走。在这种情况下，服务员不认识你，而你也不可能为了一杯咖啡等上10分钟甚至30分钟。如果比特币的确认时间一直停留在目前阶段，那么这确实是一个问题。
2013年，在美国圣何塞召开的比特币大会上，与会者提出了很多解决理念。其中最重要的一个叫作链外交易，即不在区块链内进行交易确认。假如有一家公司能以其一贯良好的信誉赢得用户的信任，从而推出自己的在线钱包软件，那么只要星巴克及其顾客都注册了该公司的账户，顾客们便可以把自己的部分比特币存入该公司账户，并通过在线钱包购买星巴克等企业的商品，将比特币从自己的账户汇入星巴克的账户。由于这种交易实际上只是在该公司的系统内部进行账内金额转移，不涉及区块链的确认，所以交易几乎是在瞬间完成的。这种方法能够解决陌生人之间小额交易的确认问题。
钱包的安全问题
在长人和店主的交易中，两人都使用了比特币钱包客户端。大部分用户都会选择Bitcoin…QT等客户端作为自己的比特币钱包，储存私钥。钱包在比特币使用过程中的作用至关重要。但事实上，比特币的使用风险大多集中在钱包上：
误把钱包文件删除以至于丢失价值数万美元的比特币；
没有正确备份钱包文件，导致一段时间内交易的比特币全部丢失；
电脑中了木马病毒，钱包文件被盗，所有比特币荡然无存。
以上种种问题都是钱包客户端的特性造成的。
/官方钱包客户端的风险/
首先要说明的是，所有的钱包客户端里面都没有比特币。从比特币的特性可知，它其实是流动在网上的一本大账本里面的数字。而比特币钱包里面存放的是用户的私钥，主要用来证明该用户对账本里的某个数字拥有所有权。每当用户要动用自己的比特币财产时，便动用钱包里某个地址的私钥进行签名，以向全网广播，证明地址里的比特币归他所有。
以官方钱包客户端Bitcoin…QT为例。该客户端存放比特币私钥的文件是Wallet。dat，一般Win8系统下的存放路径是C：Users电脑的用户名AppdataRoamingBitCoin（需要注意的是，一般Appdata是隐藏文件夹，需要修改系统设置使隐藏文件可见才能找到）。Wallet。dat的本质是一个私钥池，存放的是这个钱包的所有地址的私钥。有了这个文件，用户才能证明自己对钱包地址里的比特币的所有权。钱包风险其实可以分为以下几种情况。
一是，Wallet。dat文件被偷。这是最常见的钱包风险。如果用户的电脑被黑客入侵，Wallet。dat文件被黑客获取，那么黑客也同样对钱包里的地址拥有支配权。在用户尚未察觉之前，黑客就会把该地址所能支配的比特币统统转移。
二是，Wallet。dat文件丢失。这种情况并不少见。在未做好备份的情况下，误删了Wallet。dat文件，则用户所有的比特币都会丢失。与Wallet。dat被盗不同的是，在这种情况下，这些比特币从此只会在网络上如孤魂野鬼般游荡，不归任何人所有，因为唯一证明所有权的私钥已经永远消失。这些丢失的比特币会使现有的比特币总量变少。
三是，Walllet。dat备份出错。比特币钱包客户端的设置使得Wallet。dat文件的备份成为一个技术活，稍有不慎就会造成严重损失。
在初始状态下，Wallet。dat的私钥池里存有100个私钥。当“生成”一个新地址时，客户端其实并没有真的产生一个新地址和对应的私钥，而只是从私钥池里取出一个使用，同时再生成一个（真正意义上的）新的私钥和地址并放进私钥池里，使未使用的私钥数量保持在100个。
而使问题变得更复杂的是客户端本身的找零机制设置。依照比特币本身的规则，一个地址上的比特币在支付的时候必须全部支出，除向另一个地址支付比特币外，剩余金额再重新支付给原地址（见图3）。
图3 交易示意图
17C的地址里之前有0。189 006 7个比特币，当17C的拥有者发出向18y的地址支付0。1个比特币的指令后，系统会将17C地址里的0。189 006 7个比特币全部取出，并将其中的0。1个比特币转入18y的地址里，剩余的0。089 006 7个比特币重新打回17C。
而客户端出于保护用户匿名性的考虑，并不会将余额打回原地址，而是从私钥池里取出一个新地址并将余额打进去。在缺省设置下，这个地址并不会显示在客户端的界面里。
所以，用户每进行一次交易，私钥池里原有的私钥就被取出一个，同时又有新的私钥补充进去。如果用户对Wallet。dat进行备份之后完成了100次交易，那么私钥池里的原有的全部私钥就都用完了，接下来使用的都是未曾备份的新私钥。使用新私钥完成交易之后，如果用户用原来的备份文件进行恢复，那么所有未备份的新私钥都会丢失，而这些新地址里的比特币也会随之丢失。
/解决方法：增加钱包安全/
就增强钱包的安全性而言，以下几种方法颇为有效：
一是，离线钱包。私钥的功能在于证明自己拥有某个地址里的比特币的所有权，其作用方式是对交易单进行签名，根本不需要放在联网的电脑里。离线钱包应运而生，这是储存比特币最安全可靠的方法。
关于离线钱包的使用方法，网上已有完整的教程，搜索“Armory离线钱包教学”即可找到。其主要原理是，将私钥放置在一台永不联网的电脑里，将钱包存放比特币的地址放置在联网的电脑里。由于联网的电脑没有私钥，所有交易单在联网电脑里下单后，需通过U盘（移动存储设备）拿到离线的电脑上进行私钥签名，再拿回联网的电脑进行全网广播并确认交易。存放私钥的电脑全程都不会接触到网络，所以可以保证私钥的绝对安全。
二是，纸钱包和脑钱包。所谓