ALICE:科普 | 神奇了，數字貨幣怎么能夠離線支付

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。

動態 | 新浪財經：官媒針對區塊鏈的報道從科普宣傳轉向打假監管:據新浪財經今日消息，“1025新政”滿月，一個月間，官媒對區塊鏈的態度風向已轉。據11月初的一項統計，七家黨媒在新政一周內發布了65篇直接相關報道，當時文章中的關鍵詞是數據、產業、安全、創新等，大量文章偏向于科普區塊鏈的概念以及應用介紹，提醒警惕虛擬貨幣炒作的僅有3篇。近期，官媒的批評焦點則紛紛指向借區塊鏈之名進行的虛擬貨幣發行和炒作行為。據統計，新華網、人民網收錄轉載的，以打擊虛擬貨幣或揭露假借區塊鏈行騙為主題的文章，自10月25日到11月25日午間，共28篇；其中，11月19日至11月25日的一周內就高達15篇。這些文章主要圍繞三個觀點展開：厘清區塊鏈和虛擬貨幣的關系，說明二者概念不等；打擊偽“區塊鏈”騙局，或是虛擬貨幣騙局揭露；提醒民眾，區塊鏈不能成為炒作的噱頭，更不是行騙的招牌，需警惕此類活動，理性投資。[2019/11/26]

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 | 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]

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。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

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。

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。

財政部副部長朱光耀：數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展:今日，在中國發展高層論壇2018年會上，財政部副部長朱光耀表示：“數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展。也要關注數字經濟的其他影響，包括稅收征管、反洗錢監管措施等要跟上。”[2018/3/25]

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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