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比特币原理详解

最新版官网imtoken钱包下载 2023-03-26 07:39:34

一、什么是比特币

比特币是一种电子货币，是一种基于密码学的货币。2008 年 11 月 1 日，中本聪发表了比特币白皮书，提出了去中心化的电子会计系统。电子现金是银行记账，因为银行的背后是国家信用。去中心化的电子记账系统是参与者的联合记账。比特币可以预防主权危机、信用风险。它的好处在此不再赘述。这个级别介绍的文章很多。本文主要从更深层次的技术原理角度进行介绍。

二、问题介绍

假设有 4 个人称他们为 ABCD，他们发起了 3 笔交易。A 向 B 转移 10 个比特币，B 向 C 转移 5 个比特币，C 向 D2 个比特币转移。如果是传统的记账方式，这些交易都会被记录在银行的系统中，信息也会被银行记录下来。我们相信银行不会随意添加、删除或修改交易记录，我们不会关注有哪些交易。我们只关心我们的账户余额。比特币的记账方式在ABCD中为大家保存了这样一个账本，上面的交易内容都记录在账本上。如果每个人的账本实时一致，ABCD 就不再需要银行了。

这就是比特币的作用。每当有人发起一笔交易，他就会向全网广播一笔交易，全网的某个人将交易打包一段时间，并记录在一个区块中。，然后将这些区块一个一个的链接在一起，形成一条链，这就是所谓的区块链。

那么问题来了

1、我为什么要参与这个系统，为什么要使用我的计算机资源来存储这些信息？

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2、谁的记录是主题？例如，在上面的账单顺序中，用户A可能是这个顺序，但B可能是不同的顺序，甚至B可能根本没有收到从C到D的转账消息。

3、如果比特币做支付功能，就保证谁有钱谁就有钱，只有它的主人才能消费。

4、如何防止伪造、篡改和重复支付，防伪就是验证每笔交易是否真的是某人发送的，比如B可能会编一个消息说某某转账了一笔钱给我，这是一个假新闻，或者B说我给别人转了多少钱，但他实际上没有那么多钱，那该怎么办。防篡改意味着 B 可能想从区块链中删除他向某人转账的记录，这样他的余额就会增加。双花是指B只有10个比特币，他同时将10个比特币转给C和D，造成双花。

三、为什么要记账？

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因为记账有奖励，记账有手续费，打包出块的人有系统奖励。奖励方案是每十分钟产生一个区块，每产生一个区块将奖励一定数量的比特币。从 50 BTC 开始，4 年后奖励 25 BTC，然后 4 年后减半，以此类推。这样一来，比特币的产生就会越来越少，越来越接近一个最大值。计算公式为：50×6×24×365×4×(1+1/2+1/4+1/8+ ...) ≈ 2100万，其中50比特币初始奖励6个区块/小时，每天 24 小时，一年 365 天，前四年，之后每四年减半。

此外，记账奖励每笔交易也有少量手续费。每笔交易都是以一定的手续费发起的，这些手续费是给记账的矿工的。

四、谁会占上风？

每个节点通过工作量证明机制竞争记账权。他们计算一个非常复杂的数学问题，第一个计算的节点是下一个块的生产者。这道数学题太难了，没有人能用同一个大脑解决它。它是一种基于概率的方法。矿工必须遍历、猜测并尝试解决这个未知数。那么这个数学难题到底是什么？详情如下所述。

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5.2余额检查

平衡的概念应该说是根深蒂固的。余额是通过所谓的借记和贷记簿记方法生成的。也是目前银行常用的一种方式。计算一个人的交易记录后，计算一个余额，但比特币没有余额。这个概念，因为它采用了UXTO模型的会计方法。比如A->B10个比特币，B->C5个比特币，对于第二笔交易，B在发起本次交易的时候应该注明第一笔交易的信息，这样我们就可以知道B已经从A那里收到了10个比特币。那里收到，说明满足发起第二笔交易的条件。因此，对比特币余额的检查是追溯性的。

上图描述了两个事务。在交易 10001 中，B 将 10 个比特币转给 C。验证此交易的过程是：首先通过 B 的公钥解密 B 的签名，然后结合交易的具体内容（在 B 的签名左侧）比较比特币每天交易额是多少，如果相同比特币每天交易额是多少，则说明消息是B发送的，然后检查10000笔交易是否真实存在以及其内容的真实性。如果满足这两点，则表示交易10001可以接受，否则拒绝。

其实真正的交易要比这复杂得多，因为有可能多笔交易构成输入，比如B->C20比特币，由多笔交易A->B10，D->B10组成，那么之前的交易 ID 只是两个 ID，甚至更多。为描述简单起见，此处仅列出一项交易。

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