# 1 认识比特币

比特币是迄今为止最成功的区块链应用。 是区块链世界的入口，是电子货币金融市场的风向标。 如果你想学习区块链技术，比特币是你必须学习的基础。 github上有一个bitcoinbook开源项目，就是《精通比特币》这本书的开源版本。 让我们从这里开始，深入了解比特币。

什么是比特币

比特币是构成电子货币生态系统基础的一组概念和技术。 用户可以通过网络将比特币转移给其他用户。 通俗地说，比特币可以做任何传统货币可以做的事情，包括买卖商品，以及向个人或企业转账。 同时，在电子货币世界中，通过交易所，我们可以买卖比特币，用比特币兑换其他电子货币。

关键是账户里的一切

与实物货币不同，比特币是虚拟的，它是不可见的，你甚至看不到虚拟账户，比特币隐藏在每一笔交易中。 比特币用户使用一组密钥来证明他们持有一定数量的比特币。 如果你想花掉你的比特币，整个过程可以描述为：

使用您的密钥签署一笔交易并通过系统验证，以证明您在此次交易中拥有相同数量的比特币。 您可以花费这些比特币并将其转移给其他用户。 假设转账对象是小明。 系统每隔一段时间就会增加一笔新的交易，只有小明的钥匙才能打开这笔交易。

上面提到的密钥存储在钱包中，是电脑或手机中的一个应用程序。 如果你有比特币并且知道花费你的比特币的唯一方法是用密钥解锁交易，那么为了保护你的资产你唯一需要做的就是保护你的密钥不被泄露。

去中心化的一致性问题

比特币是一个去中心化的p2p网络，没有任何中央服务器或控制节点比特币算出来几个答案了，这就带来了一个问题，如何保证所有节点中的数据是一致的？ 答案是“挖矿”。 “采矿”是一个类比。 实际上，p2p 网络中的计算机（全节点）同时解决同一个数学问题。 谁先解决谁就赢了。 直到这次胜利（一般是10分钟），这段时间产生的交易，这10分钟产生的交易记录都保存在区块区块中，所有的区块形成一个相互制约的链条——分布式账本，这就是区块链的起源. 该算法保证10分钟内只有一个人获胜，只有一个人记账，因此网络中所有节点的数据是一致的。

比特币具有银行发行货币的功能

参与挖矿的机器称为矿机。 在挖矿过程中获胜的矿工将获得一定数量的新生成的比特币。 比特币的产生过程类似于中央银行发行货币：

只是它没有中央银行，它只发行货币。

比特币的“挖矿”算法是动态调整的，即无论有多少矿工，每10分钟就会产生一个区块。 这个算法还加了一个限制，就是每4年一次。 新比特币的数量将减半。 该算法将限制产生的比特币总数。 可以计算出，到2140年，将不会有新的比特币产生。 比特币总数将约为2100万枚。 也就是说，比特币不会因为新发行的货币而膨胀。

比特币也是这个 p2p 网络中协议的名称。 它是分布式计算的发明。 同时，它也是近几十年来密码学和分布式网络的研究成果。 总结一下：

比特币是一个中心化的p2p网络（协议） 比特币是一个开放的交易账本（区块链） 比特币是一个独立的交易验证和货币发行机制（规则） 比特币发明了一个去中心化的网络共识（consensus）方法（Proof-Of-Work算法）

数字货币需要解决的基本问题

数字货币需要解决的基本问题是信任问题，包括：

我可以相信这些钱是真的而不是伪造的吗？ （假币问题）我能相信这个数字货币只能支付一次吗（双重支付问题）我能保证没有人会声称钱是他的不是我的吗？

在实物货币中，这三个问题很容易解决。 银行会用复杂的纸张和印刷技术来解决第一个问题，因为是实物货币，自然不存在第二个和第三个问题。

在虚拟货币中，密码学提供了信任的基础。 资产拥有者可以在交易中加上自己的数字签名，证明资产是他的。 同时比特币算出来几个答案了，通过一定的架构设计，可以解决假币和重复支付的问题。 问题，比如每个节点都存储一个账本来防止假币，而比特币的最小记账单位——UTXO（Unspent Transaction Output）就是为了保证一笔钱不会被花掉两次，因为记账算法是这样设计的每笔交易的输入都是前一笔交易的输出。 这笔交易只能串行化，不能并行化，区块链的“链”机制保证了这笔交易的输入不能被复制成多股。

早期数字货币

早期的数字货币诞生于 1980 年代。 他们常用贵金属或黄金作为信用背书，但由于这种货币威胁到政府对货币的管理，而且中心化且容易被黑客攻击，最终走向绝迹。 ，由于以上原因，数字货币系统需要有去中心化的要求，于是比特币诞生了，它天生就是抗攻击绕过审查的。