爱华网bitcoin比特币官网 比特币 (Bitcoin) 系统是如何运行的？
和上面动辄ECDSA椭圆曲线，面对技术人群的答案不同，
本文适合无技术背景的普通人阅读。
==================目录==================
2、比特币是怎么运行的？
2.1、中心化账本（银行）
2.2、去中心化账本
2.3、去中心化账本（比特币）
2.4、去中心化的意义
5、比特币是怎么发行的，什么是比特币挖矿？
5.1、什么是比特币挖矿
5.2、挖矿设备的演变
5.3、矿池
5.4、比特币挖矿的意义——分发初始比特币
==================正文==================
2、比特币是怎么运行的？从运行上来看，比特币实际上是一个互联网上的去中心化账本。
2.1、中心化账本（银行）
银行是一个中心化账本，账本存储在银行的中心数据库，上面写着：
张三的A账号余额3000元，李四的B账号余额2000元……
当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：
① 张三到银行，向银行提交转账要求。
② 银行通过银行卡密码等方式确认张三身份，并检查张三的A账号是否有足够余额。
③ 检查通过后，银行增加一条转账记录：A账号向B账号转账1000元，
并修改账本：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元
2.2、去中心化账本
假设有这样的一个小村庄，大家不是靠银行，而是自己用账本来记录谁有多少钱，每个人的账本上都写着：
张三的A账号余额3000元，李四的B账号余额2000元……
当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时，
① 张三大吼一声：大家注意啦，我用A账号给李四的B账号转1000块钱。
② 张三附近的村民听了确实是张三的声音，并且检查张三的A账号是否有足够余额。
③ 检查通过后，村民往自己的账本上写：A账号向B账号转账1000元，
并修改账本：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元。
④ 张三附近的村民把转账告诉较远村民，一传十十传百，直到所有人都知道这笔转账，以此保证所有人账本的一致性。
2.3、去中心化账本（比特币）
比特币用户在电脑上运行比特币客户端软件，这样的电脑称为一个节点（node）。
大量节点电脑互相连接，形成一张像蜘蛛网一样的P2P（点对点）网络。
当张三想要通过A账号转账1比特币给李四的B账号时，当张三想要通过A账号转账1比特币给李四的B账号时，
① 张三向周围节点广播转账交易要求：A账号转账1比特币给B账号，并用A账号的私钥签名。
（A账号的私钥可简单理解为A账号的密码，只要知道A账号的私钥就能使用A账号上的比特币）
② 张三周围的节点通过A账号的公钥检查交易签名的真伪，并且检查张三的A账号是否有足够余额。
③ 检查通过后，节点往自己的账本上写：A账号向B账号转账1比特币元，
并修改账本：A账号余额=3比特币-1比特币=2比特币，B账号余额=2比特币+1比特币=3比特币。
④ 节点把这个交易广播给周围的节点，一传十十传百，直到所有节点都收到这笔交易。
比特币的去中心化公开账本称为区块链。这是比特币运行的一个最简化描述，当然比特币的实际运行远比这复杂，我们在后续会对其进行进一步讲解。
2.4、去中心化的意义
比特币的最大特点就是在互联网上去中心化运行，比特币网络由全体比特币用户共同控制，除非绝大部分比特币用户一致同意做出某个改变（例如规则修改或版本升级），否则任何人或组织都无法改变或停止比特币运行。
塞浦路斯危机中，储户的银行存款被政府强制扣减；希腊债务危机中，储户被限制一天只能取60欧元现金。虽说私有财产神圣不可侵犯，但人们对此毫无办法。在比特币中这些劣行将不复存在，比特币是一个完全脱离银行，只依靠互联网运行的货币系统，即使是政府执法部门，也无法查封或没收比特币；除非关停互联网，否则也无法封杀比特币网络，比特币是人类历史上第一次用技术手段保证了私有财产神圣不可侵犯。
5、什么是比特币挖矿，比特币是怎么发行的？5.1、什么是比特币挖矿
如前文 “2.3、去中心化账本（比特币）” 中所述，比特币节点互相连接时，会从对方处获取自己没有的交易。但由于比特币长期积累天量的交易，两个节点逐条对照你缺了哪些交易/我缺了哪些交易，是非常困难的事情。
为解决这一难题，中本聪发明了区块链（Block chain）这一重要技术。节点借助区块（block）来同步交易，保证了所有节点数据的统一性，并通过竞争区块打包权（也就是挖矿）的方式，保证了区块链的唯一性。
① 区块和区块链
一段时间内的交易打成的一个包称为区块，比特币全网平均每10分钟产生一个区块，每一个区块都链接到上一个区块，依次相连形成区块链。
② 以区块为单位同步交易数据
区块从1开始编号，因此节点A连接节点B后，只要检查双方的区块编号高度，就能方便地同步交易数据。例如节点A自己的区块高度是100，发现节点B的区块高度是110，则只要向B请求同步101~110这10个区块即可。
③ 打包区块的奖励
为保证有节点打包比特币交易，比特币系统规则规定：打包交易的节点将获得比特币作为酬劳。
A、打包奖励的一部分来自交易创建者支付的交易手续费（每KB交易大小100~1000聪手续费）。
B、另一部分来自初始2100万个比特币的分发，最开始奖励是每个区块50比特币，之后每经过21万个区块（约4年时间）奖励将减半一次，直到2140年左右区块奖励不足1聪为止，此时区块奖励总和为2100万比特币，这就是比特币2100万总量的来源（准确地说是 个）。
2140年后打包奖励将只来自于交易创建者支付的交易手续费。
④ 对区块打包权的竞争
节点打包交易只需要消耗很低成本的网络和计算资源，打包奖励的存在（目前每个区块的打包奖励25比特币约为4万元），使得有大量节点想打包交易。为保证区块链的唯一性，比特币系统规定：节点使用类似“扔硬币”的方法争夺交易打包权。节点不断地扔硬币，谁首先扔出符合系统规则结果，谁就能获得这个区块的交易打包权，以及这个区块的打包奖励。
⑤ 竞争交易打包权的方式
“扔硬币”在实现上是由计算机做一次哈希（SHA-256）运算，并检查运算结果从第一位开始是否有足够多连续的0（可以简单理解为一次扔256个硬币，然后看从第一个硬币开始是否有足够多的连续硬币正面）。“扔硬币”获胜的唯一诀窍是提高每秒扔硬币的次数，一个每秒能扔100亿次硬币（做100亿次哈希计算）的节点，抢到打包权的概率是每秒扔1亿次硬币节点的100倍。
⑥ 获胜节点打包交易并广播
一旦有某个节点扔出符合系统规则的硬币结果（例如区块379543的哈希值 000000000000000008bdeb575056584429ea4be876ea7ca4ce70262d3edb8c8b），他就会立即将这段时间搜集到的交易打包成一个区块，附上“扔硬币”的结果、区块序号379543、上一区块关系等附加信息广播出去，其它节点一旦收到区块379543并验证无误，就会停止“扔硬币”抢这一区块，转而在这一区块的基础上开始“扔硬币”抢下一区块（379544）。
⑦ “挖矿”和“矿工”的由来
节点大量进行哈希计算需要计算机设备，并消耗大量电力，这个过程在本质上和金矿挖矿很相似（通过挖矿设备，消耗能源换取黄金）。比特币总量恒定，产量越来越少的产生方式也和黄金很相似。
因此人们形象地将比特币抢打包权的过程称为挖矿（mine），将抢打包权的比特币节点称为矿工（miner）。
5.2、挖矿设备的演变
① 最早的矿工使用CPU进行挖矿，速度在M级别（1M=1000K=10^6=每秒100万次哈希运算）。
② 之后进化到使用有数百个流处理器的显卡挖矿，速度在百M级别。
③ 之后经FPGA（现场可编程门阵列，一种半定制电路）矿机的短暂过渡（速度数百M到G级别，1G=1000M），进化到ASIC（专用集成电路）矿机时代，速度亦从G级别逐步进化到T级别（1T=1000G）。
④ ASIC矿机是一种只能做SHA-256计算的专用设备，也就是说除了“扔硬币”和做电暖气以外什么都做不了，但由于专门设计的集成电路，其每秒能进行数万亿次哈希运算，相当于一百万个CPU的计算能力。也就是说目前全球排名第二的天河二号超级计算机如果用于挖矿，其312万个CPU核心的计算能力仅相当于价值几千元的T级别矿机。
⑤ 2013年起比特币价格的飙升，上百万台ASIC矿机的大量部署，使得比特币全网算力目前已达到惊人的435P（1P=1000T），下图为KnCMiner在瑞典的大型矿场。
5.3、矿池
由于有数以万计的矿工竞争打包权，单个矿工抢得打包权的概率非常小，产出非常不稳定，有可能走狗屎运1小时就抢到一次，也有可能一年都抢不到一次。
为稳定挖矿产出，矿工往往选择加入矿池挖矿，矿池将大量矿工的算力整合在一起，在全网总算力中占据一定的份额，由此得到较稳定的挖矿产出，矿池在收取2%~4%矿池手续费后，将产出按矿工算力分配给矿工。这就好比一个人买彩票很难中奖，于是矿池把很多人组织在一起买彩票，中奖了再按出资额分配给大家。
随着矿池的发展，还出现了像莱比特（）这样的自动切换矿池，俗称机枪池。机枪池会在各种山寨币收益高时切换到山寨币挖矿，以此提高矿工的收入5%~10%。
5.4、比特币挖矿的意义——分发初始比特币
比特币反对者指责挖矿白白消耗了大量资源去做无意义的扔硬币，支持者则举例黄金挖矿也是白白消耗了大量资源去做无意义的挖洞。对于比特币系统而言，这种消耗大量资源挖矿的最大意义在于：公平地分发2100万个初始比特币，就像消耗资源挖黄金一样，消耗资源获挖比特币是唯一公平的分发初始比特币的方式。
比特币由于其代码开源，因此出现了数以千计的抄袭者、竞争者、改进者。通常将只是简单抄袭模仿比特币的称为山寨币，在比特币基础上加入一定新特性的称为竞争币，有的币在比特币基础上加入智能合约等其他功能模块，并自称“二代币”。这些林林总总的币尝试了所有你能想象得到的初始币分发模式，例如将初始币平均分发给每个冰岛人的冰岛币（Aurcoin），将初始币分发给73个众筹参与人的未来币（Nextcoin），由开发者控制并缓慢分发大部分初始币的瑞波币（XRP）等等。
但所有这些分发初始币的方式，其公平性都远弱于烧钱获取初始比特币的模式，而公平性又是一个货币系统的最核心问题，因此比特币挖矿虽然消耗了大量资源，但和消耗资源挖金矿一样是合理的经济行为。 3/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页
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