什么是比特币及其运作方式

什么是比特币及其运作方式第 1 部分

1、比特币系统如何使用Hash函数？

2、对应“你能不能信任电子货币”，你手中的钞票值得人们信任吗？ 一个国家的纸币是由该国中央银行发行的，并提供信用担保，即国家保证你手里的纸币可以花掉。 但如果国家耍流氓，你手里的纸币也会贬值，甚至一文不值。 那些用塑​​料袋装钞票只能买一个鸡蛋的国家是存在的！

3. 1. 什么是比特币。 比如～。

4、如前所述，Alice向Bob转账时，必须用Alice的“私钥”解锁，并用Bob的“公钥”加密。 因此，比特币交易的数据结构分为输入和输出两部分： .

5. 六个区块的证明。 简单来说，比特币系统允许参与交易的每个人随机生成一个字符串作为他们唯一的“私钥”。 然后将从“私钥”生成相应的唯一“公钥”。 生成后，“公钥”在比特币网络上公开给所有人，而“私钥”必须自己隐藏起来，不能被别人知道。 由于“私钥”生成“公钥”的过程是不可逆的，即使别人拿到了你的“公钥”，也无法知道你的“私钥”是什么。 这样，我们就可以轻松实现如下功能：当有人用你的“公钥”锁定了一条数据后，只有拥有“私钥”的人才能解锁这条数据。 注：举个简单的例子，比如随机生成两个质数，组合成一个6位的“私钥”173881，我们生成“公钥”的规则是两个质数相乘173X881= 152413。 这时候网络上的每个人都会得到“公钥”152413，当有人希望某条数据只能由你修改时，他可以在这条数据后面加上“公钥”152413，声明只有私钥左3位乘右3位等于公钥的人可以修改此数据。 这样，只有您可以修改此数据。 如果网络上有黑客未经你的同意想要篡改这些数据，即使黑客知道“私钥”生成“公钥”的规则是两个质数相乘，他也不知道是哪个两个质数是，所以他只能用X次Y暴力破解才能找到“私钥”：001X001、001X002、001X003、002X001、002X002。 当素数很大时，这个过程就比较困难。 当然，上面例子中使用的规则过于简单，计算机暴力破解通过“公钥”可以快速找到“私钥”。 但是比特币系统包括哪三层，比特币系统采用的椭圆曲线算法从“私钥”生成“公钥”，现有技术手段难以破解。 同时，实际比特币系统中的私钥解密过程也非常复杂，是通过一种基于逆波兰表示法的堆栈执行语言实现的。 如果你有兴趣了解更多，可以google一下或者阅读《精通比特币》这本书！

6、那么重点来了：一种货币能不能用来买东西，不是由它本身的价值决定的，而是你身边的人是否都相信这种货币？ 如果大家都相信这个货币，不管这个货币是什么形态，都可以用来买东西！

7. 个人觉得这篇文章比较通俗易懂，就是有点长，如果没有耐心一下子看完的，可以存下来慢慢研究。 个人认为，比特币的一些重要概念都在文章中有所涉及，算得上比较深入了。 一本了解比特币的好书，如果您感兴趣，可以看看。 在文章中，我会用自己的叙述来解释，让大家更好地理解“比特币系统是如何运作的”。 最后，感谢大家看完这么长的文章~。

8. 周围的节点收到广播消息后，也记录新的区块。 "/>。

9、我是2011年开始接触比特币的，还记得2013年买的板子注册到矿池挖矿。 后来，他逐渐专注于比特币的技术原理。 关注这个话题很久了，希望能在这里把自己学到的和想分享的分享给大家，但是一直忙于工作，一直没有时间开始写。 直到六月份，我才抽出时间开始写这篇文章。 本以为很快就写完了，结果断断续续写了两个月。 之前觉得有些概念还挺清楚的，但是真想写出来的时候就模糊了，所以看了好几遍《精通比特币》巩固知识。 所以写这篇文章对我来说是很有收获的！

10、“公钥”和“私钥”是现代密码学非对称加密中的概念，非对称加密对应于对称加密。 对称加密只有一把钥匙，用于加密和解密。 例如，在战争年代，经常使用密码字典将一句话加密成密文。 这个密码字典就是关键。 可见密钥非常重要。 如果密钥泄露，得到密钥的人可以解密。 这种加密方式的缺点是显而易见的。 如果你想让对方解密你的密文，你也必须把密钥给对方，这样就大大增加了密钥泄露的概率！

什么是比特币及其运作方式第 2 部分

1、这种通过解谜建立节点组包记账权的方法在区块链行业有一个响当当的名字——工作量证明（PoW）！

2、Bob阵营中的节点会组装一个区块，在整个区块链的末端接收； 而爱丽丝阵营的节点会在整个区块链的末端组装另一个区块并接收它。 这样，比特币系统的区块链就分叉了，出现了两条链。 以哪条链为准？

3.结论：。 保证“我手里的币量不可更改”，也就是保证我的账户在账本上的余额不能被随意篡改。 这怎么可能？

4. 记住上面提到的区块链在某些特殊情况下可能会出现分叉，这可能是恶意的双重支付攻击； 也有可能在同一时间，地球上的两个矿工节点同时计算出一个小于目标值的Hash值，同时发起群包记账。 分叉时，比特币系统会自动选择最长的链，丢弃较短的链。 在这种机制下，新产生的区块很可能被丢弃，而较早产生的区块更加稳定和安全。 "/>。

5. 第二，为什么要相信比特币。 首先我们来看“只有我授权才能支付”这一点。 比特币是用“私钥”和“公钥”实现的！

6.我们增加了参与转移的人数。 假设有3个人，Charles先转5个BTC给Alice，然后Alice再转5个BTC给Bob！

7. 三。 总结比特币系统的工作原理。

8、好了，了解了比特币系统中“公钥”和“私钥”的原理之后，后面理解起来就容易多了：。

9. 由于在全网广播的过程中无法控制哪个节点先到哪个节点后到，所以一个节点先收到哪笔交易，哪笔交易后收到是完全随机的。 "/>。

10. 例如，在下面的例子中，Bob 从 Alice 那里收到了 5 BTC，其中 Charles 给 Alice 的 3 BTC 和 Fred 给 Alice 的 2 BTC。 当然，Alice 收到的两笔转账交易也有他们之前的交易。 Fred 给 Alice 的 2 BTC 是通过之前的一笔交易获得的，Charles 给 Alice 的 3 BTC 是通过之前的两笔交易获得的。 的。 "/>。

什么是比特币及其运作方式第 3 部分

1. 在某一时刻，加拿大节点发现了一个红色区块，同时澳大利亚节点发现了一个绿色区块，它们将新区块连接到链尾，各自开始向周围节点发送广播，他们周围的节点逐渐接收到他们的信息。 为了形象起见，我们用红色显示加拿大节点的广播路径，用绿色显示澳大利亚节点的广播路径。 可以看出，它们正在逐渐将蓝色变成自己的颜色。 "/>。

2、在非对称加密中，每个人都有两把钥匙，一把“公钥”，一把“私钥”。 “公钥”是公开的。 私钥只在您手中。 “公钥”和“私钥”的特性可以简单理解为：用一个人的“公钥”加密，只能用这个人的“私钥”解密； 可以用这个人的“公钥”解密！

3、这大概是大家的直觉：电脑里存的一串数字没有价值，我们为什么要收下，把自己值钱的商品送给对方呢？

4.最重要的一点，当然是货币是否靠谱！ 人们对一种货币是否“靠谱”的初步认知是：看得见、摸得着！

5、因此，一般在比特币网络上，都会有一个不成文的约定，就是只有当你的交易完成并载入一个区块，并且后面产生了5个新的区块后，你的交易才基本安全。 以每10分钟出块的时间来计算，也就是交易确认后1小时左右，你才能真正确认你的交易是可靠的！

6.输入主要是Alice的信息，主要包括：。

7、此时，红色阵营的节点不断尝试在自己链的末端加块，绿色阵营的节点也在不断的尝试在自己链的末端加块！

8. 一种货币如何才能得到所有人的信任？

9、看到这里，你会发现一个有趣的现象。 在比特币的链式存储结构中，每个区块的哈希值由前一个区块的哈希值决定。 因此，如果要修改历史上的一笔交易，如果记录下来，那么这笔交易所在区块数据的Hash值就会发生变化，那么下一个引用这个Hash值的区块的Hash值也会发生变化，而区块链扩大了影响。 下去。 "/>。

10. 太神奇了，钱其实不在你手里，它只是存在于比特币网络中，而是属于你的！ 延伸阅读 4 碰不得的货币：《货币的诅咒》一书中提到过这样一个故事：1932年，法国央行担心美国不再与金本位制挂钩，于是向美国联邦储备银行询问纽约将其大部分美元资产兑换成黄金。 美国黄金储备开始减少，法国黄金储备开始增加，美元走弱，法郎走强，导致了1933年的银行业恐慌。但实际上黄金并没有留在法国，它还在美联储的地下金库。 法国银行通过将金块从联邦储备银行金库的美国抽屉转移到法国抽屉，用美元兑换黄金。 一起来看看美国这个神秘的地下金库吧。 从网上查到的资料来看，纽约联储金库位于地下25米，比海平面低15米，比纽约地铁系统低10米左右。 金库建成近80年来，从未发生过劫持或盗窃案件。 进入金库的正常通道是直接通过一扇钢门，重达90吨，高近3米，TNT炸药也伤不了它半分。 金库共有122间储藏室，其中最大的一间可存放近11万块金砖，堆放起来高达3米、宽3米、长5米。 整个金库储存的黄金约7000吨，约占世界官方黄金储备9万吨的四分之一。 在纽约联储的金库里，交易只是换个房间，因为很多国家的黄金储备都存放在纽约联储的地下金库里。 这主要出于两方面的考虑：一是交易的便利性； 二是运输带来的安全和经济成本。 . 交易结束后，黄金只是从一个编号的房间转移到另一个房间。 金库里有许多来自世界各地的搬运金砖的人。 他们每天的工作就是把金砖搬上车运到指定的储藏室，然后卸下来，堆放整齐。 然而，没人知道这些金砖是从哪个国家运来的，因为房间上只有数字。 看到这里，你可能已经有了概念。 货币的概念总是在变化，在每个场景中都有不同的含义。 在一些地方，比如使用石币的雅浦岛，或者拥有地下金库的联邦储备银行，货币只是一种记账方式，比特币等区块链货币也是如此。 当爱丽丝声称她拥有 1000 个比特币时，并不意味着有 1000 个比特币静静地躺在她的抽屉里或某个保险箱里，只有爱丽丝才有权使用它们。 "/>。

什么是比特币及其运作方式第 4 部分

1. 综上所述，一般的区块生成过程基本如下：

2. 最后，网络上出现了两条链。 一些节点记录包含红色块的链，一些节点记录包含绿色块的链。 "/>。

3.更新比较慢，最近有点冷清-__-|||不过我会加油的！ 感兴趣的朋友可以阅读：。

4、与传统的存储方案不同，比特币采用了一种特殊的去中心化账本存储方案。 简单来说：所有加入比特币网络的计算机都会存储这样一个账本。 "/>。

5、比特币去中心化存储机制。 scriptSig：用我的“私钥”生成的解锁脚本比特币系统包括哪三层，用于解锁我要转出的比特币。

6. 但真的是这样吗？ 其实还有一个特殊的风险，我们慢慢分析吧！

7.d。 由于比特币是一个全网记账系统，当节点产生一个新区块时，整个过程并没有结束，接下来该节点将发起一次全网记账。 它将新区块的数据广播给周围的节点，然后周围的节点再传递给周围的节点，直到全网都收到这个信息。 当周围的节点收到这个信息后，也在本地开始进行同样的处理，即将新的区块数据记录到本地计算机，以保证本地区块链数据更新为最新数据。 "/>。

8.Alice转给Bob的交易返回内存后无法进入有效交易池。 它将被视为无效事务并被丢弃。 因为，在验证的时候，会发现交易输入中的交易不是未支付的交易，因为已经支付给了Alice自己。 最后Bob寄出物品，却没有收到钱~。

9. 如果你想伪造你的最后一笔交易，不幸的是，这几乎是不可能的！

10. 区块中一般包含什么样的“内容”？ 一个是前一个区块的Hash值，一个是一堆交易，第三个是一个叫Nonce的变量。 因此，一个区块的Hash值可以简单理解为由以上三个“内容”得到的Hash值！

什么是比特币及其运作方式第 5 部分

1.金额金额。 还记得上一章提到每个区块都会有一个Hash值吗？ 而这个Hash值是通过区块中的三项来计算的：一是之前的Hash值，二是一堆交易，三是一个叫Nonce的变量！

2、渐渐​​地，我们的“财富和生命”真的全部变成了一个文件，一串串数据，存放在这些机构的服务器上。 这些机构也在想方设法让自己的数据更安全，让系统更健壮，比如采用各种数据备份机制，采用分布式存储技术等。 但即便如此，灾难还是时有发生。 延伸阅读 3 两个古老的故事：这是《经济学人》上广为人知的故事：2009年，洪都拉斯警方闯入玛丽安娜·卡塔琳娜·伊萨吉雷的家中，将她从她居住了30多年的家中逐出。 原因是当地政府房委会的信息显示，房子属于他人，“房主”向法院申请驱逐令，MCLzaguirre女士被迫离开。 当政府房屋委员会纠正错误时，MCLzaguirre 女士的家已经被拆除。 2015年5月28日11时至23时29分全面恢复正常。 官方消息是删除生产服务器上的执行代码导致的。 另据悉，该事件系恶意删除数据库数据所致！

3. 比特币系统给你一个非常灵活的处理系统。 在这个系统下，输入可以是多个：。

4、当Alice使用比特币时，比特币系统会从Alice给Bob的转账交易中找到Alice的ScriptSig，然后通过本次交易记录的上一笔交易的txn找到Alice在上一笔交易中的scriptPubKey。 然后验证“私钥”和“公钥”。 验证通过后，爱丽丝有权使用这5个比特币，爱丽丝给鲍勃的转账交易就可以成功了！

5.比特币的货币紧缩。 因此，比特币是一种不能随意发行的货币！

6. 交易发生后，将向全网广播。 在短时间内，全网所有节点都会收到这笔交易。 各个节点收到这笔交易后，会先将这笔交易放入内存，然后检查交易的合法性。 验证通过后，交易将进入有效交易池，等待加载到区块中。 "/>。

7、随着时间的推移，像爱丽丝这样的人会越来越多，“死”的比特币也会越来越多，所以这也会加剧比特币的紧缩。 "/>。

8. 产出。 在真实的比特币系统中，目标值通常是以多个 0 开头的 16 位数字，这会导致每个节点进行数亿次计算才能找到满足条件的 Hash。 同时，比特币系统也会调整目标值，达到控制拼图难度的目的！

9、“Hash函数”的作用是将一大段文本内容按照一定的规则输出成一个固定长度的摘要信息，这个摘要信息就是“Hash值”。 这个“Hash值”只与原文有关，即完全相同的文本的“Hash值”是相同的，但只要对文本稍作修改，“Hash值”就会发生变化。 文本生成Hash值的过程是不可逆的，也就是说，我只能从文本中得到Hash值，而不能从Hash值中推导出它代表什么文本！

10. 并且你可以通过txn: "/>一路追溯到这个比特币的来源。

什么是比特币及其运作方式第 6 部分

1. txn：我要转的比特币是从哪个交易来的？

2. Ledger 告诉我们 Alice 有 3 元，Bob 有 100 元。 银行会投入大量的精力和物力来保证这个表格在系统中的准确性，保证每个人对应的金额不能随意增减。 他们自建机房，搭建独立的网络环境，采购最先进的服务器，聘请最资深的专家。 这就是为什么我们信任银行来保证 Ledger 的准确性，所以我们将钱存入银行！

3、如果一串文本“IamSatoshiNakamoto”后面跟着一个不断变化的nonce，那么它的Hash值也会不断变化：“/>。

4、为什么要控制拼图的难度？ 因为比特币网络不断加入新的节点，解决问题的节点越多，就越有可能在短时间内计算出满足条件的哈希值。 所以，比特币系统不得不调整拼图的难度，保证基本每10分钟就能解出一道谜题！

5、当然，上面的求余太简单了，每3111117个数，会重复求余。 Hash算法使用复杂得多的求余算法，尽量保证两个不同文本输出的Hash值不一样，尽量保证Hash值不能倒推到原始信息. 如果不幸的是，两个不同的文本输出了相同的 Hash 值，这种情况称为“碰撞”。 “碰撞”是我们不想看到的。 因此，哈希函数的算法不断更新。 MDMDSHA等是不同的Hash函数算法。 随着算法越来越复杂，“碰撞”的概率也越来越大。 该值越低，哈希运算的处理时间越长。 比特币使用的是 SHA256 的 Hash 算法。 对于SHA256的Hash算法，我们来看一个Hash函数输出结果的例子："/>。

6. 随机生成私钥。 事实上，在比特币系统中，这个账本中没有每个人的余额，只有那几千万笔交易：”/>。

7. 对比特币系统的运行机制、双重支付风险和防控机制有较高的了解。

8、假设我们要找的目标值是一个从0开始的Hash值，我们发现当nonce为13时，条件就满足了。 在比特币系统中也是如此：“/>。

9. 我的公众号：金融极客。 因此，在上述情况下，Alice 不可能快速形成更长的链。 如果她想实现双花，就必须和其他节点赛跑。 但是她是不可能战胜其他节点的，因为她只有一个节点~。

10、如果你的交易刚好在废弃区块，那么你的交易会重新被扔回内存！ "/>。

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