比特币区块链如何维护安全？

随便说出一家大公司的名字，它大概率都曾遭受过黑客攻击，这就引出了一个问题，比特币网络也会被黑客攻击吗？毕竟这可是一个非常诱人的攻击对象——比特币目前市值为6466亿美元，位列所有资产的第九名。

▲市值最高的资产排名，比特币目前排名第九。来源：assetdash.com

比特币区块链在十多年的历史中已经证明了其网络强大的安全性，无论是暴力破解私钥还是通过控制网络50%以上的算力来劫持网络，都是几乎不可能的。

这是因为比特币是加密的、不可逆的、分布式的和公开的。

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比特币使用公钥密码学

比特币是一种加密货币(cryptocurreny)，“Crypto”是密码学(cryptography)的缩写，更具体地说，是公钥密码学(public key cryptography)，它使用一个私钥-公钥对和一个椭圆曲线数字签名来确保交易的真实性和完整性。

私钥是一组随机产生的密码数字，共有32个字节，只有拥有与资金相对应私钥的人才能够移动资金，每个私钥对应一个公钥，私钥可以推导出公钥，但是反过来却极难通过公钥推导出私钥。

从公钥推导出私钥的唯一方法是暴力破解——通过尝试每一个可能的私钥然后看是否能够生成对应的公钥，但这是几乎不可能完成的，私钥的可能组合有10的77次方种。

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比特币交易不可逆转

比特币的巧妙之处在于它运行在一个区块链上，一个区块包含一批最新处理的交易。每个区块都通过一个单向的加密函数与前一个区块相连，这就形成了一个“链”。

区块链是一个不能修改的账本，你可以在链上添加信息，但是信息一旦写入区块就不能修改。如果你在亚马逊上不小心误买了一样不需要的东西，你可以直接向你的信用卡公司申请撤销交易，但是如果你是在区块链上完成了一笔交易，一旦这笔交易写入区块，就永远不能再撤销了。

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比特币使用分布式账本

传统的金融系统依赖于像银行这样的中心化机构来保存交易记录并防止欺诈交易，你需要信任这些中心化的机构，相信他们不会伪造或者撤销交易。

区块链则不同，它采用了一种分布式账本技术(distributed ledger technology)。你的钱不是放在一个中心化的数据库里，而是分散存储在许多不同的地方，这样也避免了单点故障的风险。

目前比特币全网大约有83,000个节点(node)，每一个节点都运行一个比特币网络软件来验证交易。有这么多人同时在维护网络的安全，要想对这样一个网络发动一次攻击，将是非常昂贵且难以协调的。

▲比特币全网节点数

51%攻击，也叫多数攻击，被认为是许多区块链的最大威胁之一。它指的是在工作量证明网络中，一个或一群邪恶的矿工通过控制全网一半以上的算力(hash rate)从而获得了对网络的控制权。

如果成功发动并维持足够长的时间，51%攻击可以让作恶者选择性地阻止新交易、逆转最近的交易，甚至能执行区块链重组(blockchiain reorg)——改写之前已经确认的区块造成链分叉。

为了攻击比特币网络，你需要控制足够多的矿机来掌握全网一半以上的算力。Messari根据在云算力市场上租用算力所需的成本来估算网络攻击成本，根据Messari的数据，现在对比特币网络发动一次51%攻击，每天的算力成本超过2100万美元。

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比特币区块链是公开的

比特币网络是一个公共的账本，每个人都可以看到链上的交易。尽管这意味着大家都可以看到你的钱包里有多少币，不过他们并不知道这个是你的钱包，并且他们也动不了你的钱，只有持有比特币钱包对应私钥的人才能够转移资金。

正是由于这样的透明性，每个人都可以看到链上的交易记录并验证交易的真实性，每个人都可以审查这个系统，信任也就从中产生了。