书名：区块链 通住资产数字化之路 Mastering Bitcoin: Unlocking Digital Cryptocurrencies
作者：Andreas M. Antonopoulos
这书以比特币 (Bitcoin) 为例说明区块链 (Blockchain) 技术。区块链技术可说是分散式、去中心化系统之突破。它不旦可用于比特币，也可用于其他加密货币，和其他用途的分散式系统。
什么是比特币
比特币是开源的、去中心化分散式加密货币系统。去中心化的好处是没有人能干预比特币的发展，不再依赖银行、政府机构结算，不再有单点故障 (Singe point of failure)。比特币发行量每4年减半，再过几年发行量便到达 2000 万，而整个比币系统只会有 2100 万个比特币，不会有通货膨脤问题。
如何使用比特币
比特币是基于现代密码学 (Cryptography) 的基础，对密码学有一定认识之读者，应该明白什么是Public key、Private key、Hash 函数、电子签署 Digital signature 等基本概念，这里不会详述。
用户必须有一比特币地址，来接收比特币。比特币钱包可生成Public key (K)、Private key (k)，和用一Hash函数 (Hash160) 生成一比特币地址 (A)。
比特币地址 A = Hash160(K)
任何人如有这地址 A 和它对应的 Private key，便有使用的该地址内比特币的权利。
钱包会保留你未花费的比特币余额，即使没有保留，也可以在比特币网络中查看到。当要支付时，你从自己的多个自己的地址查看到未花费余额，然后输入支付目标地址和支付量。钱包会创建一个交易，然后发送到比特币网络。钱包的安全，全是基于加密，只要有 Private key，便有使用权。
比特币网络 (P2P 网络)
比特币网络有多种不同类型的节点。
- 钱包 (轻量级客户端)
- 区块链数据库 (分散式区块链条 / 帐本)
- 矿工
- 路由节点等
客户端可分为轻量级客户端和标准客户端。轻量级客户端，即一般没有包括交易帐本的钱包，必须依赖其他节点验证交易。标准客户端包括全部交易帐本，能自主验证交易。全部交易帐本数据量庞大，以数十GB计。比特币网络同一时间约有 7000 到 10000 个标准客户端同时运行 (按书当时的资料)，因而没有单点故障的问题。
为什么有那么多节点
当交易上传到比特币网络，会被放到交易池中，等候处理。每约十分钟，各个矿工节点便会同时把几百个交易从池中拿出来，创建一候选区块。候选区块包括这些已验証的交易、交易费用、新发行之比特币，和指向主区块链的指针。早前提及比特币发行量每 4 年减半，当中的发行过程就在这里。交易费用和新币都是给矿工的奖励。但是要赚取这些奖励并不容易，矿工要通过一个名为“挖矿”的竞争性过程，才能得到奖励。如果全网同时有一万个矿工在工作，每约十分钟只有一名矿工幸运儿能够全取候选区块中的奖励。
挖矿：处理交易、建立分散式帐本
在候选区块中，除了包含几百个已验正的交易外，亦含有交易费和新发行的比特币。还记得比特币发行量每 4 年减半吗？比特币就是在挖矿时发行的。矿工只有在自己的候选区块成功被挖时，才会赢得交易费和新发行的比特币作为奖励。
如何才算成功挖矿
挖矿是竞争性过程，胜者全取奖励，负者一无所有，白付电费。全网有多个矿工同时工作，各自创建候选区块，各自挖矿。
通过工作证明算法，可以确定候选区块是否成功被挖。一个区块实际上是一堆包含交易、和区块链最顶层区块的指针的资料。区块链网络会提出一个数学难题，在比特币的中，是基于 Hash 值的计算，在其他应用也可能会使用其他不同的算法。
Hash 函数的特点是计算很容易，但有不可逆性。矿工除了乖乖试错以外，难以作弊。
系统会给出一个目标值，只要矿工在候选区块附加一个随机数，然后使用 Hash 函数计算候选区块的 Hash 值。只要该 Hash 值小于系统的目标值，便算成功挖矿，同时该矿工取得候选区块内之奖励。如果 Hash 值是大于目标值，矿工必须修改随机数，再次计算 Hash 值，直至全网有一个或多于一个矿工成功挖矿，全部矿工都会废弃自己没胜出的候选区块。
比特币网络会适时调节难度，使平均约10分钟便有一矿工找到答案。但这完全是个全网随机过程，个别矿工可能很快便可以成功挖矿，有的矿工可能整个月也没有收获。挖矿成本是矿机和电费，如果有硬件优势和电费优势，便会有更好之竞争力。
区块链
新的区块挖矿成功后，该矿工的候选区块便会加到区块链的最顶端。区块链的首个区块称为”创世区块”，以后所有的区块都是基于最顶的区块。候选区块含有指向最顶层区块的指针。往后不段有区块加到该旧区块之上，旧区块便会更难推翻。当旧区块之上有新区块覆蓋在其上层，这称为一个确认。如果一个旧区块被 6 个新区块覆蓋，即有 6 个确认，那便不能再被推翻。每约十分钟生成一个区块，即是说约一个小时后，交易便不可能被推翻。
同时有多于一个矿工成功挖矿
区块链容许有分叉，多于一个候选区块会被接纳到区块链，累计最大难度的称为主链。以后生增区块时，只会选择主链。
缺点
比特币网络是区块链首个成功之应用。给我的印象是区块链方案既优雅又浪费。现在比特币网络，存在太多资源冗余。每个标准节点都有整个区块链帐本，那是数以几千计的重复。
由于比特币价格上升，吸引了很多矿工挖矿。挖矿是胜者全取，有大量都算力都是被浪费掉，而非花在有意义的事情上。此外，矿工为取得算力优势，矿机很快便会淘汰。这也许是我见过最浪费的集体现象之一。
Libra
Facebook 最近称会自行开发新的加密货币 Libra，现在还是处于很初步之阶段。Libra 没有挖矿的概念，只有 Libra 协会的会员能够处理交易。协会成员将会各自出资，以支持 Libra 的发行。Libra 不是完全开放，只会开放给付得起钱的会员。私链的好坏现时还难以评论，但没有挖矿，至少会减少资源的浪费。
它和比特币似乎有很大的分别。比特币最重要的特色是去中心化，减少对一些金融机构或实体之依赖。现在 Libra 则由 Facebook 主导，即使物理或网络上仍然是分散式设计，但管理上就是由 Libra协会这个中心控制。