科普 | 神奇了，數字貨幣怎么能夠離線支付_區塊鏈:ICE

作者：陳利人

來源：待字閨中

常看到數字貨幣的文章寫，“過不了多久，你的手機上，就能用上央行的數字貨幣，支付可以“離線”進行，不用網絡和手機信號，手機和手機之間碰一碰，就可以完成。”

這么magic，你會不會很納悶，都沒有網絡，數字貨幣怎么能夠實現“離線”支付呢？

數字貨幣，又稱加密貨幣，這恰好是區塊鏈的魔力所致，后面的密碼學，和由之而來的，公鑰私鑰體系，和數字簽名。

每個手機上，都會運行一個公鑰私鑰生成應用，這個應用充分利用了隨機性，每次運行，都會產生一個唯一的公鑰和私鑰對，這個對，不會和歷史上已經產生的對重復，而且今后也不會重復。如果非要嚴謹，唯一仍然有很小很小很小的概率會重復，但對的位數足夠長的話，幾乎可以忽略不記。

現場 | 火幣中國推出數字經濟及區塊鏈產業科普新書:金色財經現場報道，12月6日，由海南省工業和信息化廳主辦，南南合作金融中心協辦，海南生態軟件園、火幣中國承辦的“海南自貿港數字經濟和區塊鏈國際合作論壇”在海口舉行，這是全球首次區塊鏈部長級論壇。

在本次論壇上，火幣中國舉行了“數字經濟及區塊鏈產業科普系列新書發布”儀式，希望通過教材、專業教育、培訓等多種方式，幫助從業者、高校、研究機構深入了解區塊鏈，從而建立起區塊鏈全局性知識模型，真正推動區塊鏈應用落地。火幣中國CEO袁煜明介紹，將聯合機械工業出版社面向普通高等教育推出《區塊鏈導論》、《區塊鏈系統設計與應用》和《區塊鏈新商業模式分析》系列教材，這是國內最早推動的區塊鏈教材之一；火幣中國還積極參與數字經濟的研究，由中信出版社出版的新書《讀懂Libra》已經上市；由火幣中國負責編寫的區塊鏈技術科普讀物《區塊鏈技術進階指南》將于12月面世；首本行業內最全的區塊鏈應用案例集《區塊鏈產業應用100例》在本次論壇進行了首次刊印。[2019/12/6]

公鑰作為用戶的賬號，保證每個用戶每次運行應用都是不同的，可以公開出去，用來接收別人發起的支付。私鑰，也是唯一的，而且只有運行應用的用戶才知道，是個高級秘密，這個秘密只有用戶自己知道，也不應該透漏給任何人。以后，對每個用戶發起的支付，必須以這個私鑰來對交易進行簽名。由于私鑰只有用戶自己知道，如果，有任何的交易，用這個私鑰簽名了，那么一定只可能是這個用戶所為，不可抵賴。如果，用戶泄露了私鑰，用戶也只能自行擔當了，沒有別人能夠替他背這個鍋。

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

有了這些基礎知識，那么接下來就好理解數字貨幣的離線支付了。

假設Alice要給Bob支付10個數字貨幣。Alice和Bob都有自己的手機數字錢包。正好Alice和Bob都在荒郊野外，沒有手機信號，沒有網絡，但Alice和Bob的手機之間是可以通過藍牙，或是點對點，或是二維碼通訊的。因為大家都熟悉掃描二維碼支付，那我們就假定他們之間也是通過二維碼來完成的。

聲音 | 浪潮集團云南分公司總經理：云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化:據昆明日報消息，浪潮集團云南分公司總經理鄭昕表示，云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化。下一步，浪潮將繼續加大云南農業產業高質量發展體系建設力度，重點以普洱茶等云南優勢產業為切入點，打造云南“綠色、有機農產品高地”的品牌形象，并在此基礎上，開展基于區塊鏈的供應鏈金融服務，解決中小企業貸款難、貸款貴問題。[2019/11/11]

首先，Bob打開手機數字錢包，點擊二維碼收款，這時，手機顯示收款二維碼，其實，二維碼里包含的信息主要是Bob的手機錢包地址，也就是Bob的公鑰。

科普時報：區塊鏈與云計算長期發展目標不謀而合:據《科普時報》今日報道，區塊鏈與云計算兩項技術的結合，從宏觀上來說，一方面，利用云計算已有的基礎服務設施或根據實際需求做相應改變，實現開發應用流程加速，滿足未來區塊鏈生態系統中初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融等機構對區塊鏈應用的需求。另一方面，對于云計算來說，“可信、可靠、可控制”被認為是云計算發展必須要翻越的“三座山”，而區塊鏈技術以去中心化、匿名性，以及數據不可篡改為主要特征，與云計算長期發展目標不謀而合。[2018/5/4]

接著，Alice打開手機數字錢包，開啟攝像頭，掃描Bob的收款二維碼，其實就是得到了Bob的公鑰。這時，Alice把Bob的公鑰，自己的公鑰和支付10個數字貨幣的信息，打包成一個交易，然后用只有Alice自己知道的私鑰，給這個交易簽名，但是沒有網不能寫到鏈上。當然，手機數字錢包，會檢查Alice是否有足夠的數字貨幣來支付。你可能會說，Alice用的是一個hacked錢包，沒有足夠的錢也能打包和簽名這個交易。但沒關系，我們仍然假定是正常的。然后，Alice的數字錢包把這個簽名的交易生成一個二維碼讓Bob掃描。

接下來，Bob掃描Alice手機數字錢包上的二維碼，把剛才包含Bob公鑰，Alice公鑰和支付10個數字貨幣的信息的交易保存下來，因為這時沒有網，不能寫到鏈上。暫且認為Alice是個誠實的人，而且使用的是正常的數字錢包。這時，暫且認為離線支付已經完成。

這個過程，就如同Alice給了Bob10元現金，雙方都記下了10元現金的序列號，并且手寫簽名。至于這10元是真鈔還是假鈔，Bob暫時沒有辦法驗證。直到Bob某天去銀行，才知道這10元的真偽。

在沒有網的期間，Alice還可以繼續給不同的人支付，就用類似上面的流程。

好了，Alice或者Bob，回到了繁華的市區，手機信號有了，網絡有了。這時，Alice上網了，手機錢包會把簽名的交易準備寫到鏈上，這時，如果交易沒有問題，就會正式寫到鏈上。如果Alice故意不聯網，或是交易是偽造的，那么鏈上沒有這次交易的信息。這時，只有等著Bob上網了。Bob一上網，就會把Alice傳給他的交易準備寫到鏈上，成功的話，everythingisOK，原來離線的支付，現在上線了。正式完成了支付和交易。

問題來了，如果Alice故意作弊，用了hacked的數字錢包，或者是偽造了交易，或者錢不夠簽名了交易，這時Alice和Bob要把這個交易寫到鏈上都不會成功。這時，相當于離線的交易沒有成功。如果Alice是誠實的，用的是自己的私鑰簽名的，這時Bob還能找到Alice，讓她重新支付。如果Alice是不誠實的，用的都不是自己的私鑰，那這種情況就麻煩了。為了避免這種情況發生，那么Bob最好等有網了，驗證之后，再給Alice發貨，或是提供服務。這和現實世界中的假幣到銀行才能被發現一樣。

由此看來，離線支付，對誠實的雙方來說，是完全沒有問題的。而對不誠實的支付者來說，離線是有問題的，不到上網寫到鏈上是沒法解決的，就如同不到銀行，現實世界的假幣也沒有解決。只能通過事后追責。

到此為止，謎底解開了，你是否明白了后面的magic。

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