什么是比特币？ 白皮书初学者指南

什么是 BTC 以及它是如何工作的？

比特币的主题很深，你想写多少就写多少。 简而言之，比特币是一种使用公共分类账、“工作量证明”共识算法和私钥密码学的点对点电子现金系统。 如果这对您来说已经足够并且齿轮正在移动，那么您可以停止阅读并开始使用它。 如果没有，我们将深入研究它存在的原因以及它如何永远改变世界的金融格局。 你想知道更多吗？

谁创造了比特币？

中本聪

比特币没有官方创造者，只有化名。 虽然白皮书是由自称中本聪的人撰写的，但没有官方确认这个笔名代表的是谁。 只是猜测，是亚当贝克吗？哈尔芬尼？克雷格赖特？

既然我们不能真正说出是谁做的，我们至少可以试着去理解它。 为了了解比特币作为一种技术是如何形成的以及它如何改变金融运作的方式，重要的是简要了解各种数学家和计算机科学家对计算问题的解决方案的进展。

拜占庭将军问题

拜占庭将军问题是分布式计算问题的抽象，其中信息需要通过不受干扰的敌对环境才能正常运行。

这个比喻有忠诚的将军们围绕着一座敌城，他们必须就进攻还是撤退达成共识。需要达成共识，否则围攻必将失败。 问题是有叛徒将军试图向诚实的将军传播恶意信息，目的是分裂共识并挫败攻击。 因此，它与计算机网络一起使用。

关于比特币，这个问题被用来寻找一种方法来确保诚实节点在敌对节点的环境中就交易的公共分类账达成一致。 更实用的解决方案之一是使用密码术发送加密消息。

公钥密码学

尽管可以使用多种形式的加密来解决该问题，但使用公钥/私钥对将成为永远改变金融格局的催化剂。

基本思想是生成一对密钥，一个私钥和一个从私钥派生的公钥。 您猜对了，私钥会保持私密，而公钥会公开广播以供任何人使用。 有很多方法可以使用公钥来验证消息的所有权或合法性，但没有办法从公钥中找到私钥。

关于加密货币，私钥用于签署（创建哈希）交易，其中公钥用于验证签名是否链接到私钥而不泄露公钥。

Adam Back 的 Hashcash

1997 年，Adam Back 向 Cypherpunks 消息组宣布了他的Hashcash包，作为对垃圾邮件和后来拒绝服务攻击的对策。 这个想法是创建一个协议，其中电子邮件发件人必须创建他们的电子邮件的哈希值，这需要一定的计算能力消耗。

这个哈希需要相对难以创建但易于解密，以提供发送者的证明或工作证明。 对于日常用户来说，这意味着电子邮件的延迟时间可以忽略不计，但对于商业模式要求每分钟发送一万封电子邮件的垃圾邮件发送者来说，这将是昂贵的。

这些是对复杂问题的非常简短的解释，我建议您进一步阅读以了解这些里程碑的重要性。 但就目前而言，在学习将密码学作为一种金融工具时，了解这些概念很重要。

比特币如何运作？

尽管目前获取单个比特币的市场价格似乎令人望而生畏，（比特币目前约为 24K 美元），但您可以放心，使用称为“satoshis”的比特币面额可以开展业务。 比特币中有 1 亿聪，就像 1 美元中的 100 美分。 但货币只是比特币网络中的一个记账单位。 网络的繁重工作是在后台完成的，并且远离一般用户。

交易

比特币网络依靠加入加密技术的规则来安全地在钱包和区块之间进行通信以保存数据（UTXO），并通过节点来激励矿工的诚实。 本概述不会提供完整的技术解释，但我们可以从两个关键概念的简要概述开始。

UTXO的简要说明

粗略了解比特币使用的未使用交易输出 (UTXO)模型与其他网络使用的帐户模型是至关重要的。

出于我们的教育目的，UTXO 通常可以描述为类似于花费法定现金的现金/找零系统：

1. 1. 我有一个带有 2 BTC 的 UTXO，我想将 1 BTC 发送到 Bob 的钱包。
2. 2. 整个 2 BTC UTXO 连同我的相关信息都包含在一个交易中，被解锁并分成两个 1 BTC UTXO。
3. 3. 然后我的密钥信息附加到其中一个 UTXO，而 Bob 的密钥信息附加到另一个。
4. 4. 每个 UTXO 都被锁定，现在与交易中的各个钱包相关联。 我们现在每个人都有一个带有 1 BTC 的 UTXO。

这些步骤被收集并存储在由矿工在区块链上创建的块中。 这是一个简单的解释，但将帮助您更好地了解比特币网络的功能和局限性。

区块链：公共账本

点对点现金系统的核心概念是信任或缺乏信任。 有效的货币系统采用第三方（信托或银行）来确保交易的准确会计以及欺诈检测。

Satoshi 认为，这个新网络必须使用加密证明而不是信任，才能使点对点交易正常工作。 同行还需要一个单一的事实来源来达成一致，并使用区块链来解决这些变量。 网络上的每个节点都将拥有一份账户记录的副本，这将作为网络和为其挖掘区块的矿工的真实点。

更多关于区块链

区块链不是一个新概念，它只是一个不可变的数字分类账，由包含交易（数据）的区块组成。 不变性是指区块链的属性，其中块只能添加，不能删除或更改。 每个新块都将使用前一个块的散列来强制执行分类帐的不可变属性，从而使网络可以轻松验证每个散列，但很难重新创建每个散列。

在链中检测到的任何更改都将导致数据无效，因为它与分布在整个网络中的记录不匹配。 但是网络如何知道哪些哈希值记录为真值？

比特币从何而来？

获得比特币有两种方法：您可以从 AscendEX 等交易所用法定货币购买比特币，或者您可以提供服务以换取比特币。 要回答它来自哪里的问题，您将不得不采用第二种方法，但您的客户将是网络，而不是向客户提供服务。

工作量证明和比特币挖矿

我们简要介绍了比特币软件的一些关键机制，例如 UTXO、区块链和公钥密码学。 现在我们可以安全地解释区块挖掘和工作量证明的目的。

比特币矿工是消耗能量和计算能力以在区块链上找到块的下一个哈希的节点。 这些计算机每秒执行数千次计算，直到找到匹配的哈希值。 然后矿工收集“coinbase”交易作为其奖励，然后继续寻找下一个区块。 然后网络的其余部分更新他们的分类帐副本并将其广播到网络的其余部分。

笔记： 简单地挖掘一个块并不能保证矿工的成功，哈希需要与链中找到的下一个块一致。 诚实节点只会引用区块链最长的副本。

工作量证明作为一个概念并没有太大变化，因为它是为与 Hashcash 一起使用而创建的。 这个想法是要求以计算能力的形式消耗能量来表明已经过去了一段时间，并且已经完成了工作。 这是在网络上表示线性时间的少数几种方法之一，因为计算机需要时间来计算解决比特币中使用的哈希 (SHA-256) 所需的算法。

数学/设计可以使矿工每 10 分钟找到一个哈希值，具体取决于网络为响应正在发生的挖掘量而设置的难度。 网络上的矿工越多，难度就越高。

最大供应和奖励减半

你会遇到的主要卖点之一是比特币稳定的通胀时间表。 到 2140 年左右时间表完成时，只有 2100 万比特币在流通。 在此期间，比特币矿工将继续收集他们的区块创建奖励交易，奖励将大约每四年减少一半或约 210,000 个区块。

区块挖矿注意事项

显而易见的问题是：为什么不制作自己的区块链来欺骗网络？ 这就是所谓的网络“攻击”。 挖掘一个合法区块需要大量的能量，即网络计算能力的 51%，并且需要更多的能量来挖掘一个非法区块，然后匹配区块链哈希以适应这个假区块。 在这个网络上诚实行事比试图颠覆它更有利可图。

这个想法仍然是让创建散列变得比验证散列更加困难。

易学难精

比特币网络的用户交互并不是那么复杂，只是普通用户在他们的日常交易中从未使用过密码学。 复杂性层来自为混淆金融交易的不安全方面而添加的额外步骤。

理解上面的关键概念并不是为了让你掌握这个主题，而只是为了给你提供工具来深入挖掘像比特币这样的复杂主题。 有经济学、哲学、工作量证明的能源使用辩论、硬分叉、种子短语安全等等。 更多关于那些即将到来的！