精通比特币系列第 1 部分：前沿

当下，如果要问最流行的概念是什么，那么这个桂冠一定是“区块链”拿下的。 大页面把我们的朋友圈刷爆了。 币市的井喷让很多传统行业的人都震惊了。 同时，他们提出了难以想象的问题：比特币到底是什么？ 什么关系？ 比特币在哪里？ 能拿在手上吗？ ……

从时间顺序来看，先是比特币，后是区块链； 从隶属关系上来说，区块链是从比特币中抽取出来的一个概念，比特币是区块链上的一个应用。 区块链的鼻祖，虽然和现在区块链的概念有些区别，但是还是很有代表性的。 因此，这里我们主要介绍比特币（BTC，bitcoin）。 我们将通过系列文章，从最基本的概念开始，让我们一起回顾一下比特币的前世今生，多角度看比特币，从比特币开始，逐步打开认知区块链的大门.

关于区块链，我们最常听到的描述是：区块链是一种去中心化的、不可伪造的、匿名的、基于密码学的分布式账本，涵盖了很多信息，我们先来了解一下比特币的基本信息如下：

谈谈中本聪：

比特币的创始人“中本聪”是一个神秘人物，至今身份未明。 他是“Cypherpunk”组织的成员，该组织是一个汇集IT精英的加密电子邮件系统，维基解密的创始人阿桑奇、万维网的发明者蒂姆-伯纳斯·李爵士等都是其成员。 2008年金融危机爆发后，政府和银行管理经济的能力受到各方质疑，信贷跌至谷底，政府随意增发美元，导致物价快速上涨。 中本聪非常关注这种中央机构任意影响市场的现象。 不满的是，他想建立一个没有中央机构参与的金融体系，重塑金融秩序，实现货币去中心化，于是在2008年10月31日发布了比特币白皮书，即《比特币：一种点对点的Cash Payment System”，并于次年（2009年1月3日）发布了第一个比特币系统客户端，并公开。 最初，比特币系统只有少数人使用，中本聪自己负责维护代码，后来随着比特币社区人才的加入，中本聪逐渐退休消失，将所有维护工作留给社区人员. 现在比特币由专业的核心开发团队维护，社区良性发展。

谈谈比特币系统：

比特币系统是一个开源软件，它对所有人开放，每个人都可以下载并运行它，只要在上面创建一个账户，每个人都可以参与比特币交易，包括接收和发送比特币。

我们都知道比特币系统是一个电子交易系统。 既然有交易，就一定需要货币媒介。 在比特币体系中，作为流通媒介的货币被称为比特币（BTC），那么它从何而来呢？ 什么？ 比特币系统是去中心化的，没有中央货币发行机构，那它是怎么来的呢？ 对此，比特币系统有一个独特的比特币发行机制，即挖矿，这使得比特币永远不会产生，并且比特币系统对挖矿产生的BTC数量制定了递减规则，随着挖矿的进行，连续增发的货币会逐渐减少，最终完成所有比特币的发行，使系统中的比特币数量稳定在2100万枚的价值上，永不增发。

至此我们了解到比特币的产生来源于挖矿，什么是挖矿？ 谁负责挖矿？ 要深入了解比特币网络，我们需要先了解几个概念。

说说比特币的相关概念：

节点：每个运行比特币客户端的设备都是一个节点。 节点相互连接，同步数据，形成整个比特币网络

矿工：每个拥有强大算力的节点都可以成为矿工，通过运行比特币挖矿程序进行挖矿

挖矿：挖矿由矿工执行。 矿工在设备（或专业挖矿设备）上运行一个程序。 这个程序会拼命寻找一个符合要求的数字。 如果被发现，矿工将有机会获得记账权，有权对网络中存在的转账交易进行打包，记入账本模拟比特币，进而获得比特币奖励。 这个过程与开采埋藏矿物的过程非常相似，所以我们称之为采矿。 我的，过程中没有捷径，有效避免了作弊的可能

计算能力：计算能力就是计算能力。 如上所述，挖矿需要运行计算程序来找到目标数字。 这个算力就是矿工设备的算力，也就是每秒能进行多少次计算，才能找到这个数。 这个过程就是运行一个散列算法（一种密码算法），我们称之为“散列碰撞”。 算力的单位是hash/s，即每秒一个类型可以碰撞多少次。 越快，获得记账权的机会越大

共识机制：是指整个区块链网络都认可的规则，可以让不熟悉的节点达成相互认可。 只要节点按照这个规则做事，结果就会被对方认可，从而达到相互信任的目的。比特币网络使用的共识机制是POW（Proof of Work）。 前面提到的比特币挖矿过程就是POW共识机制。 还有很多其他的共识机制，比如POS（Proof of stake）。 Proof）、DPOS（Delegated Proof of stake，股份授权证明机制）等。

区块、区块链：所谓区块就是账本的一页，记录了一段时间内整个比特币系统产生的所有交易（比特币系统每10分钟产生一个区块）模拟比特币，每个区块都被标记时间戳（时间戳是区块产生的具体时间）按照严格的顺序连接起来形成账本，这就是“区块链”

介绍了很多概念，我们整理一张图整理一下：

下面我们来模拟一下整个交易过程，方便大家对比特币系统的了解：

爱丽丝是一位顾客。 她想买一杯咖啡并付给 Bob 0.1 个比特币。 具体过程如下：

Alice登录自己的钱包（比特币客户端，或者其他比特币钱包），输入Bob的地址（相当于银行卡号），输入转账金额0.1BTC，选择交易手续费（手续费可以为零，那么这个）写入区块链的交易优先级会降低，转账会延迟），点击发送，则这笔交易会被发送到比特币网络，当矿工收到这笔交易时，会首先验证这笔交易的有效性交易（后面会讲到验证过程），当确认这是一笔有效交易后，这笔交易会暂存在本地的“待确认交易池”中，同时将这笔交易广播给其他节点，每个节点可以独立验证这笔交易的有效性，然后向外传播。 通过这个P2P网络，这笔交易在全网快速发布。 当一个新的挖矿周期开始时（10分钟），矿工会从“待确认交易池”中取出一笔合适的交易，打包交易，然后开始挖矿，也就是做哈希碰撞，试图找到那个匹配条件的目标数。 一旦某个矿工A计算出这个值，矿工A就会将结果公布给全​​网。 其他矿工收到此消息后，会立即停止计算，验证该值是否有效。 当其他节点确认该值有效时，最终矿工A获得记账权，将自己打包好的区块加入区块链，同时获得新的比特币奖励，全网同步最新的账本，然后进入下一个一轮挖矿比赛，如此循环往复。

在包含 Alice 转账的区块被矿工写入区块链后，Bob 的账户将收到 Aclie 的转账。 在实际网络中，Bob 只有在 6 个区块被确认后才能使用转账。 这是比特币系统为了安全而设置的限制，后面会讲到。

同样，我们画一张图方便理解：