了解有关比特币的更多信息：比特币如何运作？

比特币是如何运作的？

比特币的具体分类方式存在争议。

它是货币、价值存储、支付网络工具还是虚拟资产？

幸运的是，比特币相对容易定义。它由软件程序组成，而不是镀金硬币图片中描绘的实物。

比特币是由一系列纯数组成的，是一组协议或算法的计算结果。

在数百次通过使用密码学（制作和破解密码的科学技术）创建虚拟货币的尝试中，这不是第一次，而是最成功的一次。

继比特币之后，它激发了数以千计的数字货币的创造，但它仍然是市值最大的加密货币，这使其在其十多年的历史中一直保持着主导地位。

（补充说明：根据比特币基金会的说法，“比特币-比特币”一词在将加密货币称为实体时大写，而在提及货币或单位本身比特币时称为“比特币”。比特币也缩写为“BTC”。）

1. 比特币是一种数字货币，是一种去中心化系统，可在被称为区块链的分布式账本中记录交易。
2. 比特币矿工使用复杂的计算机硬件来解决复杂的数学难题，以确认一个区块中的所有交易的有效性。完成
后，这些区块将被添加到区块链记录中，并向该矿工奖励少量的比特币，这个过程被称为“挖矿”。
3. 挖矿并不是获得比特币的唯一方式，比特币市场的其他参与者可以通过加密货币交易所或点对点方式买卖比特币。
4. 比特币分布式账本通过无信任系统得到保护，以防欺诈行为。即便比特币交易所在进行高度安全防范的条件下，依然有潜在的盗窃行为，而备受瞩目的盗窃案已经发生数次。

1.出生

比特币由自称中本聪的中本聪在 2008 年的一篇论文中首次提出，该论文描述了区块链和比特币，这两个术语在一段时间内几乎是同义词。从那时起，区块链已经成长为一个独立的概念，人们随后使用类似的加密技术创建了数千个区块链。所以这段历史可能会混淆术语，区块链有时指的是原始的比特币区块链。在其他时候，它通常指的是区块链技术或任何其他特定的区块链技术，例如为以太坊提供动力的技术。

区块链技术的基础非常简单。任何给定的区块链都由一条按时间顺序排列的离散信息块组成。原则上，这些信息可以是 1 和 0 的任意字符串，这意味着它可以包括电子邮件、合同、土地所有权、结婚证或债券交易。理论上，只要双方同意，任何类型的合约都可以在区块链上建立。这消除了第三方参与任何合同的任何需要。这开辟了无限的可能性，包括独立于银行或任何中介机构的点对点金融产品，例如贷款或去中心化储蓄和支票账户。

2.继任者

比特币目前的目标是价值存储和支付系统。以太坊项目的主要目标是建立一个可以执行“智能合约”的平台或世界计算机，创建一个没有任何中间商的去中心化金融基础设施，但随之而来的是存在费用和潜在的数据泄露风险。

这种多样性的发展成功地引起了政府和私营公司的关注。事实上，一些分析人士认为，区块链技术最终将成为加密货币热潮中最具影响力的技术。然而，就比特币而言，区块链上的信息主要是交易。比特币实际上只是一个列表。 A 人向 B 人发送 X 个比特币，B 人向 C 人发送 Y 个比特币，以此类推。这些交易经过加密和计算，以便分布式网络中的每个人都知道并确认交易的准确性。需要注意的是，这些交易不一定在人与人之间进行，而是可以在不同机构之间、不同系统之间，实现价值的交换。

任何人都可以访问和使用比特币网络，无论您的种族、性别、宗教、种族或政治派别如何。这为物联网创造了巨大的可能性。未来，我们将看到无人驾驶出租车或大型汽车拥有自己的区块链钱包的系统。汽车将从乘客那里收到加密货币，并且在收到资金之前无法驾驶。车辆将能够评估何时需要加油，并自动使用钱包余额更方便地加油。

3.使命

尽管绝对公开，或者正因为如此，比特币极难篡改。比特币没有实体存在，因此您无法通过将其锁在保险箱中或将其埋在树林中来保护它。

理论上，小偷想要从你那里拿走它所需要做的就是在分布式账本中添加一行，说“你付了钱给他，你就拥有了一切”。

一个问题是双重支出，即“双重支出问题”。如果破坏者想在两个或更多不同的地方花费一些比特币，那么对货币价值的信任就会受到质疑。

对金钱价值的信心很快就会消失。为了实现双花，恶意攻击者需要占据比特币至少 51% 的算力。所以，比特币网络越大，就越不现实，因为所需的计算能力将是天文数字且非常昂贵。

为了进一步防止这两种情况发生比特币怎么运作的，您需要一种高度安全的信任机制。在这种情况下，使用传统货币的传统解决方案是通过中央、中立的仲裁机构（例如银行）进行交易。比特币使这个过程变得不必要。 （中本聪最初的描述发表于 2008 年 10 月并非巧合，当时人们对银行的信任处于历史最低点。在当今的冠状病毒环境和不断增加的政府债务下，这显然是另一个反复出现的主题。）

与其拥有可靠的权威来保持账本的一致性，不如去中心化网络和去中心化比特币网络。每个人都可以关注其他人的账本，没有人需要特别了解或信任任何人才能使系统正常工作，一切都基于程序算法来达成共识。

假设一切按预期运行，加密协议确保写入在最长和最古老的开放透明区块链上的块的可靠性得到整个网络的认可。

4.技术与安全

网络中的节点维护这个分散的公共分类账以正常运行并获得比特币奖励的过程称为挖矿。参与的节点被称为矿工，矿工网络建立在比特币用户网络之上，比特币用户在区块链上记录这些用户的交易。

记录一串交易对于现代计算机来说是微不足道的，但挖掘过程却很困难，因为比特币的软件使该过程人为地耗时。没有额外的钱，人们很容易伪造交易来欺骗他人。他们可以在区块链中记录欺诈交易，并在其上添加更多虚假交易，使网络中的其他节点无法分辨是欺诈交易还是真实交易。

同样，如果很容易创建欺诈交易并将其插入区块中。那么网络将变得巨大，充满恶意创建的垃圾交易，比特币将一文不值。

比特币使用一种巧妙的算法来解决这个问题。将“工作证明”与其他密码技术相结合是“中本聪”的突破。比特币的软件程序会调整矿工的难度，以便网络每 10 分钟左右产生一个 1 兆字节的交易块。这样，这段时间内的交易量就可以打包成块。整个网络有时间审查新区块和它之前的公共账本，每个人都可以就现状达成一致。矿工希望看到比特币网络平稳运行，通过向分布式账本中添加区块来验证交易。他们的工作也会得到回报。我们将在下面仔细研究挖矿奖励。

如前所述，矿工因验证交易块而获得比特币奖励。每开采 210,000 个区块，或大约每四年，奖励就会减半。这个事件被称为“比特币减半”。比特币系统被设计为通货紧缩系统，新的比特币被释放到流通系统中。

这一过程奖励比特币挖矿的理论将持续到 2140 年左右。一旦从代码中挖出所有比特币并且完成了一半的交易，矿工将继续向网络用户收取交易打包费作为奖励。希望那时，健康的网络竞争将使比特币网络费用保持在较低水平。

该系统增加了比特币的稀有性并降低了通货膨胀率，直到它最终变为零。 2020 年 5 月 11 日第三次减半后，每块比特币挖矿奖励为 6.25 BTC。

以下是关于采矿工作原理的一些技术说明。在收到最新一批交易数据后，不受个人或组织约束的全球矿工网络通过加密算法运行数据，最终生成“哈希”，即一串数字和字母。 ，用于验证信息的有效性，但不泄露信息本身。 （实际上，这种去中心化挖矿的理想愿景对个人来说已经不再可行，工业规模的矿场和强大的矿池的出现造成了寡头垄断。）

对于 0000000000000000000c2c4d562224f272bd33d64e2a7d2f2feb67c15e826118f 的单个哈希，您将无法知道相关块（例如 #1234））包含哪些交易或交易。但是，您可以验证一堆数据的最终哈希是否包含与该哈希相同的内容，以判断它是否是相同的数据。并确保(#1234）没有被篡改。如果一个数字不对应，不管数据多小，数据都会产生完全不同的hash希串。例如，如果你通过哈希函数运行字符串“hello”，则可能会得到2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824。 但是，删除“o”字母后，“hell”的哈希值将是0ebdc3317b75839f643387d783535adc360ca01f33c75f7c1e7373adcd675c0b。 尽管你只更改了原始one letter in the text, but得到一个完全不同的哈希值。

哈希技术使比特币网络能够即时检查区块的有效性，防止篡改。

为了保证新区块得到前一个区块的确认，前一个区块的哈希值会作为新区块的一部分写入。如果前一个区块中的细节被篡改，那么新的区块哈希也会被改变。即区块的哈希值会引起一系列新的哈希值变化，因此在比特币网络中篡改历史数据几乎是不可能的。

但是，仅仅对数据进行哈希处理只能防止篡改，并不能真正保证比特币交易的可靠性。这个过程非常简单和快速，恶意攻击者仍然可以伪造哈希值来向网络发送垃圾邮件，并且也许，如果有足够的计算能力，可以将欺诈性交易写入之前的几个区块，从而使交易回滚。因此，比特币协议的“工作量证明”是一个非常必要的机制。这是通过向矿工分配一个非常严格的条件来实现的，即他们的哈希率必须低于某个目标。

一串随机的哈希值如 ‘2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824’ 非常容易获得
一串符合‘0000’ 开头的哈希值就没那么容易得到了。‘00004dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824’
这需要大量的计算获得，相对如果条件是‘00000000’开头，那么找到这样一个哈希值的难度就变得更高了。
'00000000111' < '00001111111' 这就是“哈希值必须低于某个目标”的意义，“0”越多，值越小。

这就是为什么 #1234 块的哈希以一长串零开头的原因。由于每个数据字符串都会生成一个且只有一个哈希值，因此寻求足够小的哈希值需要在数据末尾添加一个随机数。

挖出的区块将被广播到网络上，以供其他节点接收确认，这可能需要大约一个小时，但有时会更长。 （再一次，这个描述已经被简化了。不是将块作为一个整体进行散列，而是将它分解成一个更有效的结构，称为默克尔树。）

根据网络接收的流量，比特币的协议确定需要更长或更短的零字符串，并根据每 10 分钟达到新块速率的难度进行调整。截至 2019 年 10 月，目前的难度约为 6.379 万亿，高于 2009 年的 1。这表明加密货币自十年前推出以来，计算能力的提高和难度的增加使其更加比特币很难挖。

采矿是一项计算密集型操作，需要大型、昂贵的计算设备和大量电力为其提供动力，而且它需要更加高效和具有竞争力。目前还不清楚什么样的随机数会起作用，所以唯一的目标是尝试尽可能多的不同哈希，直到找到一个。

早期，矿工们意识到可以通过将多个计算设备组合到矿池中、共享计算能力并最终相互分配奖励来提高他们的成功机会。即使多个矿工分享这些奖励，矿工仍然有足够的动力去挖比特币。

每次开采新区块时，成功的矿工都会收到奖励的比特币交易。最初是 50，但后来减半到 25，然后是 12.5，并且在 2020 年 5 月减半完成后只有 6.25。每 210,000 个区块（或大约每四年）减半一次，直到达到零届时，2100万比特币将全部被挖出，矿工将仅依靠打包交易服务费来维护网络。

比特币推出时，计划该加密货币的总供应量为 2100 万。矿工聚集挖矿的事实有些令人担忧，如果矿池超过网络挖矿能力的 50%，其参与者可能有机会“双花”交易。他们也可能阻止其他人的交易。简而言之，这组矿工将有能力改变系统的分布式性质，并以他们拥有的多数权力来操作交易的验证。

这可能意味着比特币的终结，但即使是所谓的 51% 攻击也可能不允许恶意攻击者撤销旧交易，因为工作量证明要求使该过程非常耗费人力。要回滚和更改区块链，矿池需要控制如此多的网络，以至于它可能毫无意义。当你控制整个货币时，你可以和谁交易？

从矿工的角度来看，51% 攻击是一种经济自杀命题。当矿池 Ghash.io 在 2014 年达到全网 51% 的计算能力时，它自愿承诺不超过比特币的 39.99% 的哈希率，以保持对加密货币价值的信心。矿工的另一个担忧是，实际趋势是他们集中在世界上电力相对便宜的地区，例如中国。

对于参与比特币网络的大多数人来说，区块链的来龙去脉、算力和挖矿并不是特别重要。在采矿社区之外，比特币所有者通常通过比特币交易所购买他们的加密货币供应。这些在线平台促进了比特币和其他数字货币的交易。

Coinbase、Binance、Huobi 等比特币交易所汇集了来自世界各地的市场参与者来买卖加密货币。这些交易所不仅越来越受欢迎（比特币近年来越来越受欢迎），而且还面临监管、法律和安全方面的挑战。随着世界各国政府以不同方式（货币、资产类别或任何其他类别）审查加密货币，管理比特币买卖的法规非常复杂且不断变化。

也许比改变对比特币交易所参与者的监管监督的威胁更重要的是盗窃和其他犯罪活动。虽然比特币网络本身在其整个发展历史中一直是安全的，但个别交易所并不一定是安全的。许多盗窃针对的是备受瞩目的加密货币交易所，通常会导致价值数百万美元的代币丢失。

最著名的交易所盗窃案可能是在 2014 年之前主导比特币交易领域的 Mt.Gox 交易所。当时该平台宣布大约 850,000 BTC，当时价值近 4. 5 亿美元，可能已经被盗。 Mt.Gox 交易所随后申请破产并关门。时至今日，大部分被盗赏金（现在价值约 80 亿美元）仍未追回。

出于上述所有原因，比特币交易者和所有者自然会希望采取任何可能的安全措施来保护他们的资产。为此，他们选择使用私钥和钱包。比特币的所有权本质上归结为两部分，公钥和私钥。一个粗略的类比是用户名（公钥）和密码（私钥）。公钥（称为地址）的哈希值是显示在区块链上的哈希值，使用哈希值提供了一定的安全性。

要接收比特币比特币怎么运作的，发件人只需要知道你的地址。公钥是从私钥派生的，您需要在向另一个地址发送交易之前对其进行签名以验证您的身份。

要访问比特币，请使用钱包，它可以采用不同的形式，从提供保险和借记卡的第三方网络应用程序到打印在纸上的二维码。最重要的区别在于“热”钱包和“冷”钱包之间，“热”钱包连接到互联网，因此容易受到黑客攻击，而“冷”钱包不连接到互联网。

在 Mt.Gox 交易所盗窃案中，据信大部分被盗 BTC 是从热钱包中取出的。尽管如此，许多用户仍将他们的私钥委托给加密货币交易所，实际上是在押注交易所比他们自己的计算机更不可能被盗，或者交易所会更加安全。

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