ICE:科普 | 神奇了，数字货币怎么能够离线支付

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。

徐明星新书《趣说金融史》正式发布 科普金融发展之道:金色财经现场报道，9月23日，欧科云链创始人徐明星携手著名财经作家李霁月、行业观察者顾泽辉力作《趣说金融史》一书，跨越5000年金融历史，重读金钱故事，并预测新的金融时代。该书由中信出版社出版，将于近期正式发售。据了解，本书可以更好地呈现金融的起源与发展，帮助人们理解货币、金融与未来经济。作为区块链行业领军企业——欧科云链的创始人，徐明星深知技术探索对经济社会的重要推动作用，他曾先后出版过《图说区块链》、《区块链：重塑经济与世界》、《通证经济》、《链与未来》等行业权威著作，解读区块链等新型技术的推动下，金融与社会的升级之道，对经济社会发展做出了重大贡献。其中，《区块链：重塑经济与世界》曾作为新中国70周年重点推荐图书之一被相关书店推荐。[2021/9/23 17:00:57]

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。

国务院：推进科普与区块链技术深度融合:为贯彻落实党中央、国务院关于科普和科学素质建设的重要部署，依据《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国科学技术普及法》制定《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》，其中要求实施智慧科普建设工程。推进科普与区块链等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级，加强“科普中国”建设，强化科普信息落地应用，与智慧教育、智慧城市、智慧社区等深度融合。（新华社）[2021/7/10 0:40:52]

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。

现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道，12月6日，由海南省工业和信息化厅主办，南南合作金融中心协办，海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行，这是全球首次区块链部长级论坛。

在本次论坛上，火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式，希望通过教材、专业教育、培训等多种方式，帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链，从而建立起区块链全局性知识模型，真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍，将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材，这是国内最早推动的区块链教材之一；火币中国还积极参与数字经济的研究，由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市；由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世；首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]

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。

声音 | CNBC主持人：加密货币最大的缺点之一就是难以向外行快速科普:CNBC主持人Ran NeuNer近期发推称，加密货币最大的缺点之一就是很难向外行快速解释。当人们要求我向他们解释比特币时，我知道他们至少需要一个小时才能真正理解。[2019/9/10]

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。

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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