比特币到底是什麼 通俗易懂?免責聲明：本文不構成任何投資建議，下面我們就來說一說關于比特币到底是什麼 通俗易懂?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

比特币到底是什麼 通俗易懂

免責聲明：本文不構成任何投資建議。

小編：記得關注哦！

你有沒有真正讀過比特币白皮書？都是知識點。

2008年10月31日，中本聰在網站上發表了比特币白皮書，至今已經十年過去了。你有沒有仔細讀過？在這個特殊的日子，帶你重溫。

讀之前必須要了解一個基礎概念，哈希（hash）。哈希作為動詞就是把任意的輸入長度通過散列算法變成固定長度的輸出，而且無法逆向推倒，哈希值就是所輸出的固定長度。

經過散列算法，相同的信息會得到相同哈希值，即使信息有細微改變，得到的哈希值也會不同。

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中本聰在标題裡就給比特币下了定義：一種點對點的電子現金系統（A Peer-to-Peer Electronic Cash System）。一種最純粹的點對點電子現金在交易過程中隻涉及到交易雙方，不會有第三方金融機構參與。不過想繞過第三方機構，雙花（同一筆錢花兩次）問題是要必須要解決的。

在比特币網絡中，使用了數字簽名，時間戳，PoW等方法，下面将詳細講解隐藏在比特币背後的技術。

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在現在的轉賬系統，也就是存在第三方金融機構的轉賬系統中，信任問題是不可避免的。完全不可逆的交易實際上不可能存在，總會存在糾紛，仲裁花費就會增加交易成本。同時由于支付是可能逆轉的，商家要提防客戶，要求他們提供更多的信息，所以信任必須存在。

電子支付系統需要的是加密證明，而不是基于信任。這樣雙方就可以直接交易，不需要第三方的參與。

在這個系統裡，比特币就是一串數字簽名鍊。每個人在轉賬過程中，簽署币過去的轉賬記錄的哈希和下一個接收者的公鑰，接收者驗證簽名後就能宣示所有權了。

在這裡解釋一下公鑰和私鑰的關系。私鑰是由256位數字0和1組成的随機數，将其轉換成64位十六進制顯示。所以比特币的私鑰共有2^256個，數量和可見宇宙中所有原子數差不多。公鑰由私鑰通過橢圓曲線加密算法得到，比特币地址由公鑰通過哈希得到。

他們之間嚴格按照私鑰得出公鑰，公鑰得出地址的順序，不能逆推。用私鑰加密過的信息可以用公鑰解密，用公鑰加密過的信息可以用私鑰解密，地址是用于轉賬，可以由公鑰證實。

所以交易信息（哈希值）用私鑰簽名後，用公鑰驗證簽名就能确定“比特币”之前的所有者。由于每次的交易信息都不同，所以每次交易都會有新的簽名信息。

在這裡介紹一個特别的概念，UTXO(Unspent Transaction Output)，即沒有花費的輸出。很有意思，比特币其實不是“币”，它其實是一種UTXO。比特币賬本記錄的是一筆筆交易，轉賬中肯定包括輸入和輸出，如果還有沒有花費的輸出，就是這個地址剩餘的比特币數。除了礦工挖到區塊獎勵的比特币外，其他的比特币都來源于前面地址的UTXO。

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回到上一話題，接收者很難驗證這些“币”是否被雙花，通常情況下就要引入信得過的第三方機構，或者造币廠驗證是否雙花。在每次轉賬過程中，造币廠回收之前的币并重新發放新币，新币隻通過這個造币廠發放，于是就避免了雙花，但是又有一個問題，每一筆交易都要通過這個造币廠。

如果要在系統中除掉這個第三方造币廠，就要系統中所有人都知道轉賬的前後順序，轉賬記錄就要被公開，參與者都要同意唯一的轉賬順序。接收者需要證明在每次轉賬過程中，大多數節點都同意币是第一次被接收的。

時間戳就是為了解決這個問題，給交易一個不可僞造的時間标記，讓所有人都确認轉賬順序。

時間戳是将等待被時間戳的區塊，散列其中的内容，然後将哈希值通過報紙或者網絡廣播出去。時間戳證明了數據在那個時刻存在，因為隻有那個時刻存在，才會得到相應的哈希值。每一個時間戳的哈希都包括前一個時間戳，因此形成了一條鍊，每個新加上的時間戳都在之前時間戳的後面。

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分布式的時間戳服務器需要建立在點對點的基礎上，這裡使用的是PoW（Proof of Word，工作量證明）的共識機制。PoW的過程是尋找一個值，讓這個值的哈希值滿足一定條件，比如說用SHA-256算法（SHA-256哈希函數）。哈希值是從一堆數字0開始的，尋找這個值的工作量随着數字0的增加指數增長，但是要驗證這個值是否符合條件隻需要1次哈希運算。

實現PoW是通過加入随機數的方式，直到找到一個能達到那麼多0的哈希值，這個哈希值是由之前區塊的哈希值，随機數和區塊交易共同決定的。找到符合條件的哈希值，CPU就花費了勞動實現PoW。除非重新完成這麼多的工作量，區塊是不會再被改變的。之後新的區塊會連接這個區塊，如果要改變還要改變所有在這之後的區塊。

PoW還解決了決定權的問題，如果用一個IP一票的原則，那擁有很多IP的人就可能推翻這一切，代表大多數。如果一個CPU算一票，最長的鍊最能代表大多數，因為其中包含了最多的工作量。

誠實節點控制大多數CPU的時候，誠實鍊就會比其他競争鍊要長。如果有人要攻擊，修改之前的區塊，就要重複那已完成的工作量，還要超過誠實鍊的長度，随着區塊增加，較慢的攻擊者追上的可能性會随着區塊增加指數遞減。

PoW的難度會随着每小時平均産出區塊數量而定，如果産出過多，難度就會增加。

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比特币的運行網絡步驟如下：

1. 新的轉賬廣播到所有節點；

2. 每個節點收集新的轉賬打包成區塊；

3. 每個節點為區塊找到有難度的工作量證明；

4. 當節點找到工作量證明，向所有節點廣播；

5. 如果那個區塊上的交易都經過确認有效且沒有被雙花，那節點們就接受這個區塊；

6. 節點接受這個區塊的方式表現為，将這個區塊的哈希當作之前的哈希值，在這個區塊之後繼續創造區塊。

一筆交易被确認的程度，要看它所在區塊之後的區塊數。後面的區塊數越多，代表這個交易記錄越難更改，所以被認可程度更高。

節點一直在最長鍊上工作延長它，如果兩個節點同時廣播了不同版本的區塊，那其他節點接收的順序總會不同。在這種情況下，出現了分叉，節點們在不同的區塊上工作延伸，不過他們會将兩邊都儲存下來避免另一邊會超過自己這邊。一旦一邊變得更長，那較短鍊上的那些節點會轉換到較長的那邊。

新的轉賬沒有必要廣播到所有的節點上，隻要他達到節點們那裡，就會被打包成區塊。區塊廣播允許丢失信息，如果一個節點沒有收到區塊，他會在收到下一個區塊的時候意識到，并且會重新補上。

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比特币的發行不依靠任何機構，每個人都可以“制造”比特币。區塊裡第一筆交易很特殊，區塊發現者會被獎勵新币，這種激勵會讓節點支持網絡。這種持續穩定增加一定數量币的方式和黃金礦工一樣，花費一定資源增加黃金數量。在比特币系統裡，CPU的時間和電力就是需要花費的資源，所以那些打包區塊尋找哈希值的節點稱自己是“礦工”。

激勵也會體現在轉賬費上，收款方收到的會比付款方少一些，少的那部分就是用于獎勵打包區塊的獎勵。一旦預期數量的币（2100萬）都已在流通，那激勵就會過渡為轉賬費。在這個體系下，是不會出現通貨膨脹的。

激勵會鼓勵節點誠實，如果貪婪的攻擊者聚集CPU攻擊誠實節點，他就會改變支付來雙花，或者用它來造新币。他會發現如果遵照規則，在最長鍊上挖礦會更有利可圖，遵守規則可以擁有更多的新币，搞破壞反而會損失财富。

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如果最近的交易已經被最夠多的區塊确認，那它之前已花費的記錄就可以被廢棄，節約空間。為了不改變區塊的哈希值，交易記錄被散列成默克爾樹（Merkle Tree）的形式，隻有根被包括在區塊的哈希中，儲存在區塊頭上。舊的區塊可以去除默克爾樹的分支來壓縮，内部的哈希值不需要儲存。

沒有轉賬記錄的區塊頭大概是80字節，如果每十分鐘産生一個區塊，80字節*6*24*365=4.2 MB一年。2008年的RAM是2GB，根據摩爾定律每年還要增長1.2 GB，即使區塊頭都儲存在内存裡都不是問題。

比特币系統中默克爾樹的儲存方式，還可以應用在SPV （Simplified Payment Verification，簡單支付确認）上。

沒有網絡的全節點也可以驗證支付信息，用戶隻需要儲存最長鍊的區塊頭信息，獲得這個區塊轉賬記錄的默克爾樹分支。他不能自行檢查交易記錄，但是能通過鍊條定位這個轉賬記錄，就代表節點接受了這筆交易，後面增加的區塊可以進一步确認網絡已經接受了它。

在誠實節點控制網絡的時候，SPV确認更值得信賴，但是當攻擊者掌控時網絡，也更容易受到攻擊。因為網絡節點們可以自己證實交易記錄，所以這個簡易方法可能被攻擊者僞造。為了避免被作惡節點攻擊，當網絡中節點檢測到無效區塊時，發送警報，提示用戶下載全節點并且警覺那些不一緻的交易。要更安全和更快的确認交易，還是自己運行全節點比較好。

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傳統銀行對于隐私的保護，在于很難向被信任的第三方獲得信息。在比特币系統裡，所有交易都要公開，保護隐私就好換另一個的思路，保持公鑰匿名。大家都能看到一個人向另一個人轉賬，但是沒法将這個信息聯系到具體的人身上。這和股票交易所的模式很相似，時間和交易量時公開的，但是不知道交易雙方。

還有另一種防火牆，可以在每次轉賬過後，換成變新的密鑰對。有些情況下不可避免要用多個輸入，這就表明了這些輸入都屬于一個人。如果有一個公鑰暴露了擁有者，那與之相關的交易記錄都會被曝光。

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這是一種不需要基于信任的電子支付系統，最初設計了數字簽名的框架，用來證明币的所有權。為了避免雙花問題，在點對點網絡中使用工作量證明，記錄公開的曆史交易記錄。如果誠實節點掌握大多數CPU算力，攻擊者不可能成功改變系統。同時，PoW也是一種投票方式，在比特币系統裡，算力為大，大多數算力代表最長鍊，也代表了大多數人的利益。區塊獎勵也讓節點們更加維護比特币系統，與其用召集算力攻擊比特币，不如老老實實挖礦能獲得更多利益。

從比特币誕生至今，“比特币是世界最大的騙局”“比特币就是傳銷”“比特币是龐氏騙局”等等言論時不時地質疑一番。但讀完白皮書之後，那些言論自然不攻自破。隐藏在比特币背後一個個巧妙的設計，使比特币在沒有任何官方機構背書的情況下運轉了十年之久，從零開始成長為市值1100億美元的龐然大物。

本文來源： 币圈邦德

原文标題：比特币白皮書十周年，重溫白皮書紀念

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