ICE:科普 | 神奇了，数字货币怎么能够离线支付_Reality Cards

作者：陈利人

来源：待字闺中

常看到数字货币的文章写，“过不了多久，你的手机上，就能用上央行的数字货币，支付可以“离线”进行，不用网络和手机信号，手机和手机之间碰一碰，就可以完成。”

这么magic，你会不会很纳闷，都没有网络，数字货币怎么能够实现“离线”支付呢？

数字货币，又称加密货币，这恰好是区块链的魔力所致，后面的密码学，和由之而来的，公钥私钥体系，和数字签名。

每个手机上，都会运行一个公钥私钥生成应用，这个应用充分利用了随机性，每次运行，都会产生一个唯一的公钥和私钥对，这个对，不会和历史上已经产生的对重复，而且今后也不会重复。如果非要严谨，唯一仍然有很小很小很小的概率会重复，但对的位数足够长的话，几乎可以忽略不记。

火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频:据官方消息，8月24日，火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频，并与微博财经合作冠名播出，布道DeFi认知，助力行业发展《一分钟读懂DeFi》是由火币成长学院打造的业内首个系统全面讲解DeFi的系列科普动画，继推出《区块链100问》后的再续佳作。《一分钟读懂DeFi》系列动画对DeFi的发展进行系统梳理，适合想要由浅入深、全面系统了解区块链DeFi的人们轻松了解DeFi。目前视频已由火币网官方微博发布。[2020/8/24]

公钥作为用户的账号，保证每个用户每次运行应用都是不同的，可以公开出去，用来接收别人发起的支付。私钥，也是唯一的，而且只有运行应用的用户才知道，是个高级秘密，这个秘密只有用户自己知道，也不应该透漏给任何人。以后，对每个用户发起的支付，必须以这个私钥来对交易进行签名。由于私钥只有用户自己知道，如果，有任何的交易，用这个私钥签名了，那么一定只可能是这个用户所为，不可抵赖。如果，用户泄露了私钥，用户也只能自行担当了，没有别人能够替他背这个锅。

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

有了这些基础知识，那么接下来就好理解数字货币的离线支付了。

人民数字FINTECH推出区块链科普动画:人民日报数字传播发布微博称，人民数字FINTECH出品《趣味科普|区块链动画》。[2020/3/31]

假设Alice要给Bob支付10个数字货币。Alice和Bob都有自己的手机数字钱包。正好Alice和Bob都在荒郊野外，没有手机信号，没有网络，但Alice和Bob的手机之间是可以通过蓝牙，或是点对点，或是二维码通讯的。因为大家都熟悉扫描二维码支付，那我们就假定他们之间也是通过二维码来完成的。

首先，Bob打开手机数字钱包，点击二维码收款，这时，手机显示收款二维码，其实，二维码里包含的信息主要是Bob的手机钱包地址，也就是Bob的公钥。

动态 | 美国演说家Anthony Robbins开始科普什么是比特币:美国演说家安东尼·罗宾（Anthony Robbins）在自己的网站上发布了一篇比特币的科普文章，并在推特上向自己的粉丝介绍什么是比特币，目前他的推特账户共有粉丝304万人。[2019/1/1]

接着，Alice打开手机数字钱包，开启摄像头，扫描Bob的收款二维码，其实就是得到了Bob的公钥。这时，Alice把Bob的公钥，自己的公钥和支付10个数字货币的信息，打包成一个交易，然后用只有Alice自己知道的私钥，给这个交易签名，但是没有网不能写到链上。当然，手机数字钱包，会检查Alice是否有足够的数字货币来支付。你可能会说，Alice用的是一个hacked钱包，没有足够的钱也能打包和签名这个交易。但没关系，我们仍然假定是正常的。然后，Alice的数字钱包把这个签名的交易生成一个二维码让Bob扫描。

接下来，Bob扫描Alice手机数字钱包上的二维码，把刚才包含Bob公钥，Alice公钥和支付10个数字货币的信息的交易保存下来，因为这时没有网，不能写到链上。暂且认为Alice是个诚实的人，而且使用的是正常的数字钱包。这时，暂且认为离线支付已经完成。

这个过程，就如同Alice给了Bob10元现金，双方都记下了10元现金的序列号，并且手写签名。至于这10元是真钞还是假钞，Bob暂时没有办法验证。直到Bob某天去银行，才知道这10元的真伪。

在没有网的期间，Alice还可以继续给不同的人支付，就用类似上面的流程。

好了，Alice或者Bob，回到了繁华的市区，手机信号有了，网络有了。这时，Alice上网了，手机钱包会把签名的交易准备写到链上，这时，如果交易没有问题，就会正式写到链上。如果Alice故意不联网，或是交易是伪造的，那么链上没有这次交易的信息。这时，只有等着Bob上网了。Bob一上网，就会把Alice传给他的交易准备写到链上，成功的话，everythingisOK，原来离线的支付，现在上线了。正式完成了支付和交易。

问题来了，如果Alice故意作弊，用了hacked的数字钱包，或者是伪造了交易，或者钱不够签名了交易，这时Alice和Bob要把这个交易写到链上都不会成功。这时，相当于离线的交易没有成功。如果Alice是诚实的，用的是自己的私钥签名的，这时Bob还能找到Alice，让她重新支付。如果Alice是不诚实的，用的都不是自己的私钥，那这种情况就麻烦了。为了避免这种情况发生，那么Bob最好等有网了，验证之后，再给Alice发货，或是提供服务。这和现实世界中的假币到银行才能被发现一样。

由此看来，离线支付，对诚实的双方来说，是完全没有问题的。而对不诚实的支付者来说，离线是有问题的，不到上网写到链上是没法解决的，就如同不到银行，现实世界的假币也没有解决。只能通过事后追责。

到此为止，谜底解开了，你是否明白了后面的magic。

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