1.比特幣概況

區塊鏈技術的首次也是最著名的應用是比特幣(BitCoin)，一個在2009年1月初正式上線運行的去中心化數字貨幣應用，他的創始人叫中本聰，但目前大家并不知道此人的真實身份。比特幣不同于現代國家發行的貨幣，它由分布式網絡基于數學計算產生，總量恒定(2100萬個，發行規律約為每四年減半)，所有交易由全網節點共同記賬確保其不可篡改，依靠密碼學保障網絡安全，賬戶具有匿名性，軟件的代碼開源，更新與發展依靠網民社區自治。

2.前比特幣時代

雖然區塊鏈技術的開端一般只追溯到2008年中本聰發表的《比特幣：一個點對點的電子現金系統》創世論文，但是，區塊鏈技術并非突然橫空出世，而只是在前人不斷艱難探索的基礎上的集大成者。包括：經濟學理論，如，哈耶克的《貨幣的非國家化》，凱恩斯的無客觀本位貨幣與購買力理論，弗里德曼的自動化系統取代中央銀行設想;博弈論，特別是2005年諾貝爾經濟學獎得主之一的托馬斯·謝林的“共同知識(Common Knowledge)”概念;會計學領域，由IanGrigg在2005年提出的“三重記賬法(TripleEntryAccounting)”;在計算機領域，BT和eMule等P2P文件共享與傳輸技術，伯克利開放式網絡計算平臺(BONIC)的折疊蛋白質(Folding@home)和尋找外星人(SETI@home)等網格計算項目，原本用于檢測垃圾郵件的“可復用工作量證明(RPOW)”方法;密碼學方面，非對稱橢圓曲線加密算法、哈希散列函數(Hash)、Schnorr數字簽名算法、以及Merkle Tree等具體方法的成熟與廣泛運用，為比特幣區塊鏈的誕生提供了必要條件。此外，最為重要的是各界人士特別是“密碼朋克”們從20世紀80年代以來不斷的嘗試，其中最為有名的包括e-gold(始于1995年，如今卻遺憾的早已被傳銷玩壞了)、早期的Ripple支付和結算網絡(始于2004年)、1990年大衛·喬姆(David Chaum)提出的Ecash(注重隱私安全的密碼學網絡支付系統)、1998年密碼學家戴偉(Wei Dai)提出的B-money(被認為是比特幣的精神先導)、2005年尼克·薩博(Nick Szabo)提出的Bitgold(非常類似于比特幣的系統，但薩博不擅長編程，而后來的中本聰則編程實現了比特幣)。

3.比特幣熱潮

隨著系統本身的完善和相關知識不斷普及，比特幣的知名度從極客圈慢慢向普通人群蔓延。最重要的是，當2010年5月22日，一位程序員用一萬個比特幣向商家購買了價值25美元的兩塊披薩之后，比特幣擁有了“價值”。之后，便有了更多的比特幣支付案例，包括使用比特幣進行捐款(如在銀行渠道無法使用的情況下，向“維基解密”和斯諾登的捐款)。

由于市場有需求，比特幣交易網站、比特幣ATM機、比特幣信用卡等開始出現，在2013年，塞浦路斯經濟危機等全球性事件將比特幣的價格在短時間內不斷推向高峰，最高時達1200美元。由于有利可圖，計算生產比特幣也就是俗稱“挖礦”的方式從個人電腦CPU過渡到GPU顯卡挖礦(因為顯卡更擅長做大量的重復性計算)，然后有人研發了專業“礦機”，從FPGA到ASCI礦機，從55、40、28到14納米，工藝細節也在不斷改良，還有人建立了專門的“礦場”(在電力相對便宜的西部地區)。

比特幣的生產過程就是基于隨機數計算出一個區塊，如果該區塊的哈希值比當前難度值小且與當前難度值最接近，則該區塊就會被公認為是鏈上的下一個區塊，由于該區塊生產過程中也包含了一段時間內全網的比特幣交易，所以“挖礦”也被視為是爭搶記賬權，而作為記賬的獎勵，“礦工”將獲得網絡自動發放的比特幣獎勵和被打包交易的轉賬費。

由于全網算力的不斷提升，普通的單臺礦機已經很難“挖”到比特幣，于是出現了“礦池”，通過協議將分散的算力接入一起計算，最后“挖”到的比特幣按照貢獻大小比例分配，礦池的運營和收益分配方式包括pplns、pps、dgm、slush等。

4.山寨幣和競爭幣

因為比特幣的源代碼是公開的，所以當它變得很值錢的時候，就有一些人fork了它的代碼，改動幾個參數，造出了“山寨幣”。山寨幣往往成為了不良商人詐騙、傳銷的工具，山寨幣創造者往往通過宣傳包裝，吸引無知群眾購買，然后在較高價格砸盤套現跑路。

當然也有一些fork了比特幣代碼的人做了有益的技術探索和創新，我們常常稱這一類衍生品為“競爭幣”：萊特幣(LiteCoin)針對比特幣挖礦已經被礦機、礦池壟斷了算力，試圖用scypt算法(內存難度的)代替比特幣采用的sha256算法，以抵抗礦機，試圖使密碼學貨幣保持去中心化(雖然在一年多之后萊特幣礦機依然被發明出來，但萊特幣的嘗試是值得肯定的，因而市場是有“比特是金、萊特是銀”的說法);域名幣(NameCoin)，針對有人認為比特幣“沒有用”的質疑，域名幣網絡提供了分布式域名解析系統，它的專用域名是.bit，該域名管理不是由傳統的DNS服務器提供服務，而是分布在區塊鏈上，有利于保障言論自由和隱私(2015年，域名幣拓展區塊鏈服務到身份認證領域);質數幣(PrimeCoin)，針對很多人對比特幣挖礦是浪費能源的詬病，質數幣將挖礦過程改造為尋找質數(素數)，成為BONIC那樣的科學計算，而且也讓提供算力資源的賬戶有數字貨幣的回報;獵人幣(HunterCoin)是第一次試圖通過玩游戲的方式來挖礦，這個游戲就是獵人在地圖上尋找金幣，它的目的是通過無法被機器替代的人玩游戲的行為，以此解決比特幣“算力壟斷”和“沒有用”兩個問題(但是很可惜，沒多久，游戲外掛就被發明了);暗黑幣(DarkCoin)將密碼學用到極致，混合采用了11種加密算法，試圖通過復雜的挖礦算法破解“算力壟斷”難題。

有些人認為，是POW(Proof Of Work，工作量證明機制)導致了比特幣的一些問題，特別是浪費能源的問題，于是開始嘗試POS(Proof of Stake，權益證明機制)，未來幣(Nextcoin)是最早采用POS機制的數字貨幣;再后來，點點幣(PPCoin)采用了POW與POS相結合的方式，試圖使區塊鏈網絡兼具節能和安全兩種特性。此外，在POS基礎上還發展出了DPOS(股份授權證明機制)機制，類似于現實中的議會制度，只能由選舉產生的代表節點進行記賬。

5.亂象與發展

比特幣及其它數字貨幣在發展過程中，因為涉及到金錢，難免催生出很多的亂象：各種拙劣的、沒有技術含量的騙局層出不窮(傳銷與詐騙);用戶的錢包秘鑰文件被木馬盜走;交易所倒閉(曾經全球最大的比特幣交易所MT.GOX于2014年初宣布破產)、跑路(注冊地為中國香港的GBL交易所的管理層攜款潛逃)、偽造交易記錄、挪用用戶資金;為了逐利，有人用公有設備挖礦(哈佛大學研究員用超級計算機挖礦、bitcointalk論壇上某地方政府機房承建商咨詢如何做一個外表是電腦實際是礦機的方案);交易市場也開發出了杠桿、期貨等各種金融新玩法，利用人性挖掘利益;由于比特幣的匿名性、全球流動特點，一些網上博彩網站使用比特幣作為籌碼，也成為了洗錢的渠道(由于比特幣其實也具有可追蹤溯源的特性，居然也有商家提供“洗幣”服務，如很多樁大額被盜的比特幣都流往BitcoinFog進行混幣，近來的Zcash則是一款號稱依靠“零知識證明”實現真正隱私保護的數字貨幣)，在臭名昭著的“絲綢之路(SilkRoad)”網站上，曾有大量的比特幣用于購買毒品、槍支、信用卡及個人信息等非法物品，由于“絲綢之路”網站采用了“洋蔥網絡(tor)”和PGP加密，無法被當局管制，直到2013年底，FBI才抓獲了其經營者，將該網站關閉(之后還曾一度短暫出現過“SilkRoad2.0”，近來也出現了基于區塊鏈的去中心化交易市場項目，比如ZeroNet)。

固然是利益作祟，才導致比特幣的世界亂象重生，但是，也恰是有經濟利益驅動，才使比特幣技術破解了“拜占庭將軍難題”，使得陌生人之間的信任和全網共識成為可能。所以，技術的問題還是要靠技術解決。為了解決資金的安全性問題，布道者提倡大額比特幣存自己的節點錢包里，而不是實際上中心化的交易所或“云錢包”中，推薦大額錢包的文件冷備份，普及離線簽名技術，因此有了“冷錢包”和“熱錢包”之說，進而衍生了“硬件錢包”和“腦錢包”。

比特幣作為一款軟件，面臨最大的挑戰，其實也是來自自身的技術方面：2010年8月，有人利用大整數溢出漏洞“挖”出了1844億個比特幣，開發人員迅速升級軟件并啟動硬分叉，化解了危機;2013年3月，由于0.8版與0.7版共識機制不兼容，導致比特幣網絡分叉，后經社區在幾個小時內協商一致，礦池統一暫時退回0.7版，解決了問題。作為一個市值億萬的網絡，每天都在經受著DDos等各種攻擊，各路黑客高手無不想破解它，但是近八年來卻僅僅只有這兩次重大的技術事故，且都能迅速解決，足見區塊鏈網絡的安全性。