比特币到底是什么？

背景

比特币（bitcoin）诞生于2008年的一篇论文中。

一个名叫中本聪的人提出了一个革命性的想法：让我们创造一种不受政府或任何其他人控制的货币！ 这个想法很疯狂：一串数字，背后没有资产支持，也没有人负责。 如果你付给对方当钱，谁愿意接受？

然而，幻想变成了现实。 随后几年，在全球无数爱好者的支持下，比特币网络开始运行，越来越多的人和资本参与其中。 星星之火终成燎原之势。 刚刚过去的2017年，比特币迎来爆发式增长，从年初的1000美元飙升至20000美元的峰值，震惊了全世界，从政府到普通民众。 事实上，比特币已经并将继续改变世界。

新闻媒体往往只关注其热点表现，而忽略或不回答一些基本问题。

下面，我试着回答这些问题，希望能帮助大家了解比特币。 撇开技术细节不谈，解释起来很容易。

需要注意的是，本文只讨论技术问题，不涉及如何投资比特币，更不用说预测价格走势了。 事实上，我不知道，如果我知道如何致富，我可能就不会在这里写博客了。

1.非对称加密

首先，要了解比特币，就必须了解非对称加密。

大家可能听说过这个名词，所谓非对称加密，其实很简单，就是加密和解密需要两把钥匙：公钥和私钥

公钥是公开的，任何人都可以获得。 私钥是保密的，只有所有者才能使用。 别人用你的公钥加密信息然后发给你，你用私钥解密取出信息。 反过来，你也可以用你的私钥加密信息，别人可以用你的公钥解锁，从而证明信息确实是你发送的，没有被篡改过。 这称为数字签名。

现在请想象一下，如果公钥加密的不是普通的信息，而是加密了一笔钱发给你，会发生什么？

首先，你可以解锁加密包，取出里面的钱，因为私钥在你手里。 第二，没有人能偷钱，因为他们没有你的私钥。 因此，支付可以成功。

这就是比特币（和其他数字货币）的工作原理：非对称加密确保支付的可靠性。

由于支付的钱必须通过私钥提现，所以你是谁并不重要，重要的是谁拥有私钥。 支付给你的钱只有在你有私钥的情况下才能提取。 （其实真正的交易过程略有不同，私钥保证的不是把付给你的钱拿出来，而是保证只有你才能支付属于你的钱，详见下文。）

2. 比特币钱包

使用比特币，钱不是支付给个人，而是支付给某个私钥。 这是交易匿名的根本原因，因为没有人知道那些私钥背后的人是谁。

因此，在比特币交易中，首先要有自己的公钥和私钥。

你到网上那些比特币交易所去开户，他们会让你先生成一个比特币钱包（wallet）。 这个钱包不是用来存放比特币的，而是用来存放你的公钥和私钥的。 该软件将帮助您生成这两个密钥并将它们放入钱包中。

根据协议，公钥长度为512位。 这个长度不方便传输，所以协议规定要为公钥生成一个160位的指纹。 所谓指纹，就是一个比较短的散列值，容易传播。 160位是二进制，写成十六进制，大概26到35个字符，比如1BvBMSEYstWetqTFn5Au4m4GFg7xJaNVN2。 这个字符串叫做钱包的地址，它是唯一的，即每个钱包的地址必须不同。

当你向别人收钱时，你只需要告诉对方你的钱包地址，对方就会向这个地址付款。 由于您是该地址的所有者，您将收到这笔钱。

由于你是否拥有某个钱包地址是通过私钥来证明的（具体的证明方法后面会介绍），所以私钥一定要做好保护。 这是非常重要的。 如果你的私钥被盗，你的比特币就没有了，因为别人可以冒充你的身份，把钱包里的钱全部转走。

同样，如果你用比特币支付给他人，你也不能把别人的钱包地址写错，否则你的比特币会被支付给另一个人。

三、交易流程

下面，我把整个过程串起来，看看比特币是如何完成一笔交易的。

交易是将比特币从一个地址转移到另一个地址。 由于所有比特币交易记录都是公开的，因此可以查出哪个地址拥有多少比特币。 因此，付款人是否有足够的比特币来完成交易是很容易验证的。

问题在于如何防止他人以你的名义申报交易。 比如有人声明一笔交易：地址A支付10个比特币给地址B，我怎么知道这个声明是真实的，声明者是地址A的所有者呢？

比特币协议规定什么叫做比特币，在申报交易时，转出比特币的一方除提供交易金额外，还必须提供以下数据。

验证交易是否真实需要三个步骤。

第一步是找到之前的交易并确认付款人的比特币来源。

第二步，对付款人的公钥进行指纹计算，确认与付款人的地址一致，从而保证公钥的真实性。

第三步，使用公钥解锁数字签名，保证私钥的真实性。

经过以上三步，可以确定交易是真实的

4. 交易确认与区块链

确认交易真实性后，交易不视为完成。 交易数据必须写入数据库才算有效，对方才能真正收到钱。

比特币使用称为区块链的特殊数据库。 详细介绍请参考《区块链入门》（）。 本文只讨论交易如何写入区块链。

首先，所有交易数据都发送给矿工。 矿工负责将这些交易写入区块链。

根据比特币协议，一个区块的最大大小为 1MB，一笔交易大约为 500 字节什么叫做比特币，因此一个区块最多可以包含 2000 笔交易。 矿工负责将这2000多笔交易打包在一起形成一个区块，然后计算这个区块的哈希值。

计算哈希的过程称为挖矿，需要大量的计算。 矿工之间也存在竞争。 谁先计算出哈希值，谁就将最先在区块链上添加一个新区块，并享受这个区块的所有收益，而其他矿工将一无所获。

交易一旦写入区块链，就无法撤销。 这里需要建立一个概念：比特币不存储在钱包或其他地方，只存在于区块链上。 区块链记录了你参与的每一笔交易，你收到了多少比特币，支付了多少比特币，这样你就可以计算出你拥有多少资产。

5、矿工收益

交易的确认离不开矿工。 为什么有人想成为一名矿工？

比特币协议规定，挖掘新区块的矿工将获得奖励。 一开始（2008年）是50个比特币，后来每4年减半。 目前（2018 年）是 12.5 个比特币。 这也是比特币的增发机制，流通中的新比特币就是这样诞生的。

您可能已经看到奖励每 4 年减半。 由于比特币可以分为八位小数，那么到2140年，矿工将得不到任何奖励，比特币的数量也将停止增长。 此时，矿工的收入完全取决于交易手续费。

所谓交易手续费，就是矿工可以从每笔交易中获得佣金，具体数额由支付方自愿确定。 你可以什么都不带，不给矿工一分钱，但那样的话，你的交易将不会被处理，再写入区块链并得到确认就来不及了。 矿工总是优先考虑费用最高的交易。

目前，由于交易笔数激增，手续费水涨船高，一个区块2000笔以上交易的总手续费可达3到10个比特币。 如果你的手续费降低了，很可能一周后交易还没有确认。

一个区块的奖励是12.5个比特币，加上手续费，收益还是相当可观的。 按照现在的价格，可以达到100万到200万人民币。 想想看，运气好的话，几分钟就能挖出一个区块，还能得到这么大的一笔钱，难怪人们蜂拥而至挖矿。

6.区块扩容

《区块链入门教程》说，比特币协议规定一个区块平均诞生10分钟。 区块大小只有1MB，最多只能包含2000多笔交易。 也就是说，比特币网络每 10 分钟只能处理 2000 多笔交易。 在转换中，处理速度为每秒 3 到 5 个事务。

世界上有这么多的比特币交易，但区块链每秒最多只能处理5笔交易，这已经成为制约比特币发展的瓶颈。

长期以来一直呼吁改革比特币协议以提高处理速度。 这件事在 2017 年 8 月形成，当时区块链发生了分叉，一个新的协议诞生了，叫做比特币现金（简称 BCH）。 新货币在其他方面与比特币一致，每个区块的大小从 1MB 增加到 8MB，从而使处理速度提高了八倍，费用也低得多。 该协议是原始区块链的一个分叉，所以当时持有比特币的人等于一个人获得等量的BCH。

BCH相当于创造了一种新的货币，有人提出将原有比特币的区块大小增加到2MB，称为SegWit2x。 该提案原定于2017年11月实施，但因缺乏共识在最后一刻被取消，目前仍在讨论中。

7.点对点网络

比特币是一个遍布全球的开放网络。 只要有服务器，就可以加入这个网络，成为节点。 每个节点包含整个区块链（目前大约 100 GB），并且信息在节点之间不断同步。

当您进行支付时，您​​的节点会将交易告知另一个节点，直到它传遍整个网络。 矿工从互联网上收集各种新的交易并打包到区块链中。 一旦写入成功，矿工所在节点的区块链将成为最新版本，其他节点将复制新添加的区块，保证全网区块链的一致性。

最后你的节点也拿到了最新的区块链，所以你知道你之前的交易已经写在里面了，交易确认成功。

八、还有一个问题

至此，我已经介绍了比特币的基础知识。 我希望您已经了解比特币是什么。 但还有一个基本问题我没有回答：比特币的本质是什么？

毕竟，比特币只是区块链中的一个记录，是凭空产生的。 为什么可以当钱用？ 例如，一名矿工获得 12.5 个比特币的奖励。 事实上，区块链中有这样一条记录：“xxx地址收到了12.5个比特币”。 正是这个记录导致矿工得到了很多钱。 如果区块链突然增加一条记录，记录你的地址获得了1000个比特币，你就真的有1000个比特币了。 这是什么？

我们来思考一下这个问题？ 欢迎留言交流。

结束

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