关于比特币，你应该知道的一些事儿！！

一位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其他任何人控制的货币！ 这个想法很疯狂：背后没有资产支持，也没有人负责。 如果把它当成钱，付给对方，怎么会有人愿意接受呢？

然而，幻想变成了现实。 随后的几年里，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，最终星星之火燎原。 刚刚过去的2017年，比特币经历了爆发式的增长。 从年初的1000美元，已经涨到最高2万美元。 全世界都震惊了。 从政府到普通百姓，所有人都在关注。 事实是，比特币已经并将继续改变世界。

新闻媒体往往只关注其爆炸性的表现，而忽略或未能回答一些基本问题。

下面，我尝试回答这些问题，希望能帮助大家了解比特币。 除了技术细节之外，它很容易解释。

需要注意的是，本文仅讨论技术问题，不涉及如何投资比特币，更不涉及预测价格趋势。 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词，所谓的非对称加密，其实很简单。 加密和解密需要两个密钥：公钥和私钥。

公钥是公开的，任何人都可以获取。 私钥是保密的，只能由所有者使用。 其他人使用您的公钥来加密信息，然后将其发送给您。 您使用您的私钥对其进行解密并获取信息。 反之，你也可以用你的私钥加密信息，别人用你的公钥解密，从而证明该信息确实是你发送的，没有被篡改。 这称为数字签名（更详细的介绍请参见“什么是数字签名”）。

现在想象一下，如果公钥加密的不是普通信息，而是加密了一笔钱并发送给你，会发生什么？

首先，你可以解压加密包，取出里面的钱，因为私钥就在你手里。 其次，其他人无法窃取你的钱，因为他们没有你的私钥。 因此，付款是可以成功的。

这就是比特币（和其他数字货币）的工作原理：非对称加密保证支付的可靠性。

由于支付的钱必须通过私钥提取，所以你是谁并不重要，重要的是谁拥有私钥。 只有使用私钥，您才能提取支付给您的钱。 （其实真实的交易过程略有不同，私钥保证的不是取出支付给你的钱，而是保证只有你才能支付属于你的钱，详情见下文。）

2.比特币钱包

对于比特币来说，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，因为没有人知道这些私钥背后的所有者是谁。

所以，比特币交易首先就是你必须拥有自己的公钥和私钥。

如果你去那些在线比特币交易所开户，他们会要求你先生成一个比特币钱包（）。 这个钱包不是用来存储比特币的，而是用来存储你的公钥和私钥的。 该软件将为您生成这两个密钥并将它们放入您的钱包中。

根据协议，公钥的长度为512位。 这个长度不方便传播，因此协议还规定应该为公钥生成160位的指纹。 所谓指纹就是一个比较短的、容易传播的哈希值。 160 位是二进制，用十六进制书写，例如大约有 26 到 35 个字符。 这个字符串称为钱包地址，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，你只需要告诉他们你的钱包地址，他们就会付款到这个地址。 由于您是该地址的所有者，因此您将收到这笔钱。

由于你是否拥有某个钱包地址是通过私钥来证明的（具体证明方法后面会介绍），所以你一定要保护好私钥。 这一点非常重要。 如果您的私钥被盗，您的比特币就会消失，因为其他人可以冒充您的身份并转移您钱包中的所有资金。

同样，当你向别人支付比特币时，你也不能写错别人的钱包地址，否则你的比特币将被支付给不同的人。

3、交易流程

下面，我把整个流程串起来，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，因此可以检查哪个地址持有多少比特币。 因此，付款人是否有足够的比特币来完成交易可以很容易地验证。

问题是如何防止别人以你的名义申报交易。 例如，有人声明了一笔交易：地址A向地址B支付了10个比特币。我如何知道这个声明是真实的，并且声明者是地址A的所有者？

比特币协议规定，在报告交易时，除了交易金额外，转移比特币的一方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比特币的来源。

第二步是计算付款人公钥的指纹并确认其与付款人的地址一致，从而保证公钥的真实性。

第三步，使用公钥解密数字签名，并保证私钥的真实性。

经过以上三个步骤，即可确定该交易是真实的。

4. 交易确认和区块链

确认交易真实性后，交易并未完成。 交易数据必须写入数据库后才能成立，对方才能真正收到钱。

比特币使用一个称为区块链（）的特殊数据库。 详细介绍请参见《区块链入门教程》。 本文仅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，一笔交易约为500字节，因此一个区块最多可以包含2000多笔交易。 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。

计算哈希值的过程称为挖矿，需要大量的计算。 矿工之间也在相互竞争。 谁先算出哈希值，谁就最先向区块链添加新区块，并享受该区块的所有好处，而其他矿工则一无所获。

交易一旦写入区块链，就无法逆转。 这里我们需要树立一个概念：比特币并不存储在钱包或者其他地方，而只存在于区块链上。 区块链记录了你参与的每一笔交易，你收到了多少比特币，你支付了多少比特币，这样你就可以计算出你拥有多少资产。

5. 矿工收入

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，挖出新区块的矿工将获得奖励，一开始（2008年）是50个比特币，之后每4年减半，目前（2018年）是12.5个比特币。 这也是比特币的供应增加机制，所有新流通的比特币都是这样诞生的。

您可能已经注意到，奖励每四年减半。 由于比特币可以精确到小数点后八位，到2140年，矿工将不会获得任何奖励，比特币的数量也将停止增加。 此时矿工的收入完全取决于交易费。

所谓交易费，是指矿工可以从每笔交易中抽取佣金，具体金额由付款人自愿确定。 你绝对可以什么都不给矿工，但那样的话，没有人会处理你的交易，也很难将其写入区块链并得到确认。 矿工总是优先处理费用最高的交易。

目前，由于交易数量激增，手续费也随之水涨船高。 一个区块超过2000笔交易的总手续费可达3至10个比特币。 如果你的手续费低，很可能一周过去了，交易还没有被确认。

一个区块的奖励是12.5个比特币，加上手续费，收入相当可观。 按照目前的价格，可以达到100万到200万元。 想想看，如果你运气好的话，几分钟之内就能挖出一个区块，得到这么一大笔钱。 难怪人们纷纷涌向采矿业。

6. 区块扩展

《区块链入门教程》说，比特币协议规定平均每10分钟生成一个区块。 一个区块的大小只有1MB，最多只能包含2000多个交易。 换句话说，比特币网络每10分钟最多只能处理2000多笔交易。 如果换算的话处理速度是3到5笔交易/秒。

全球比特币交易如此之多，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，人们一直呼吁改革比特币协议并提高处理速度。 这件事在 2017 年 8 月引起了一些关注，当时区块链发生了分叉，一个名为 Cash（简称 BCH）的新协议诞生了。 这种新货币在其他方面与比特币保持一致，即每个区块的大小从 1MB 增加到 8MB，因此处理速度提高了 8 倍，而手续费则低得多。 这个协议是原始区块链的一个分叉，所以当时持有比特币的人就等于一个人收到了等量的BCH。

BCH相当于创造了一种新的货币，有人提出将原来比特币的区块大小增加到2MB，这就是所谓的。 该提案原定于2017年11月实施，但因缺乏共识而在最后一刻被取消，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。 只要你有服务器，就可以加入这个网络，成为一个节点。 每个节点包含整个区块链（目前超过100GB），并且节点之间不断同步信息。

当您进行付款时，您的节点会将交易告知另一个节点，直到交易传播到整个网络。 矿工从互联网上收集各种新交易并将其打包到区块链中。 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，以保证全网区块链的一致性。

最后，你的节点也获得了最新的区块链，从而知道你之前的交易已经被写入其中，交易已经被成功确认。

8.还有一个问题

通过写这篇文章，我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。 但还有一个根本问题我没有回答：比特币的本质是什么？

毕竟，比特币只是区块链中的一条记录，是凭空产生的。 为什么可以当钱用？ 例如，如果一个矿工获得了12.5个比特币的奖励，那么区块链上实际上有一条记录：“地址xxx收到了12.5个比特币”。 正是这个记录导致矿工收到了大笔资金。 如果区块链上突然添加一条记录，记录你的地址收到了1000个比特币，那么你就真的拥有了1000个比特币。 这是什么？

这篇文章已经够长了，这个问题留到下次再讨论。 欢迎关注本系列的最后一篇文章《加密货币的本质》。

9. 参考链接

（超过）