比特币简介（作者：阮一峰）

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比特币诞生于2008年的一篇论文
一个署名为中本聪的人，提出了革命性的构想：让我们创造一种不受政府或其他任何人控制的货币！
这个想法堪称疯狂：一串数字，背后没有任何资产支持，也没有任何人负责，你把它当作钱付给对方，怎么会有人愿意接受？

然而，幻想变成了现实。随后的几年，在全球无数爱好者的支持下，比特币网络开始运作，越来越多的人和资本参与其中。在过去的 2017 年，比特币经历了爆发式增长，从年初的 1000 美元增长到最高 20000 美元。整个世界都震惊了，从政府到普通民众。事实是，比特币已经并将继续改变世界

新闻媒体往往只关注其受欢迎程度，而忽略或不回答基本问题：

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比特币的原理是什么？为什么这个非托管系统运行得如此成功？比特币交易流程是怎样的？跟区块链有什么关系？

下面，将尝试回答这些问题，希望帮助大家理解比特币。抛开技术细节，还是很容易解释的

非对称加密

首先要了解比特币，你必须了解非对称加密

所谓非对称加密，其实很简单，就是加密和解密需要两把钥匙：一把公钥和一把私钥。
公钥是公开的，任何人都可以获取。私钥是保密的，只有拥有者才能使用
他人使用你的公钥加密信息，然后发送给你，你用私钥解密，取出信息
反过来，你也可以用私钥加密信息，别人用你的公钥解开，从而证明这个信息确实是你发出的，且未被篡改，这叫做数字签名

现在想象一下，如果公钥加密的不是普通信息，而是一笔钱，然后发送给你呢？

这就是比特币的运作方式：非对称加密确保支付可靠性

由于支付的钱必须通过私钥取出，所以你是谁并不重要，重要的是谁拥有私钥。只有拥有了私钥，才能取出支付给你的钱
事实上，真实的交易流程稍有不同，私钥保证的不是取出支付给你的钱，而是保证只有你能把这些属于你的钱支付出去

比特币钱包

对于比特币，钱不是支付给个人，而是支付给私钥。这是交易匿名的根本原因，因为没有人知道这些私钥背后的人是谁

所以，比特币交易的第一件事，就是你必须拥有自己的公钥和私钥

去网上那些比特币交易所开户，他们让你先生成一个比特币钱包。这个钱包不是用来存储比特币的，而是用来存储你的公钥和私钥的。软件会为你生成这两个密钥，然后放入钱包

根据协议，公钥的长度是512位。这个长度不太方便传播

所以协议还规定要为公钥生成一个160位的指纹

所谓指纹，就是一个比较短的、易于传播的哈希值。160位是二进制，写成十六进制，大约是26到35个字符，比如 1BvBMSEYstWetqTFn5Au4m4GFg7xJaNVN2

这个字符串叫做钱包地址，它是唯一的，即每个钱包的地址必须不同

当您收到某人的钱时，只需告诉他们您的钱包地址，对方就会向该地址付款。由于您是此地址的所有者，因此您将收到钱

由于你是否拥有某个钱包地址，是由私钥证明的，所以一定要保护好私钥
这是极其重要的，如果你的私钥被偷了，你的比特币也就等于没了，因为他人可以冒用你的身份了，把钱包里面的钱都转走
同样的，你向他人支付比特币，千万不能写错他人的钱包地址，否则你的比特币就支付到了另一个不同的人了

交易过程

交易是从一个地址转移到另一个地址的比特币。由于所有比特币交易记录都是公开的，因此可以找出一个地址拥有多少比特币。因此，可以很容易地验证付款人是否有足够的比特币来完成交易

问题出在怎么防止其他人，冒用你的名义申报交易
举例来说，有人申报了一笔交易：地址 A 向地址 B 支付10个比特币。怎么知道这个申报是真的，申报人就是地址 A 的主人？

比特币协议规定，在报告交易时，除了交易金额外，转移比特币的一方还必须提供以下数据：

经过下面三步，就可以认定这笔交易是真实的

找到最后一笔交易，确认付款人的比特币来源，计算确认付款人公钥指纹与付款人地址一致，从而保证公钥的真实性。使用公钥解锁数字签名，保证私钥的真实性

交易确认和区块链

确认交易真实性后，交易未完成。交易数据必须持久化才能建立，对方才能真正收到钱

比特币使用的是一种特殊的数据库，叫做区块链

所有交易数据都将传输给矿工。矿工负责将这些交易写入区块链

根据比特币协议，一个区块的大小最大是1MB，而一笔交易大概是500B左右，因此一个区块最多可以包含2000多笔交易

矿工负责将这2000多笔交易打包在一起，形成一个区块，然后计算该区块的哈希值

计算哈希的过程称为挖掘，需要大量的计算。矿工之间也存在竞争，谁先算出哈希，谁就最先将新区块添加到区块链中，并享受该区块的全部收益，而其他矿工将一无所获。交易一旦写入区块链，就无法撤销

这里需要建立一个观念：比特币不存放在钱包或其他别的地方，而是只存在于区块链上面
区块链记载了你参与的每一笔交易，你得到过多少比特币，你又支付了多少比特币，因此可以算出来你拥有多少资产

矿工的收入

交易的确认离不开矿工。为什么有人愿意做矿工呢？

比特币协议规定，挖出新区块的矿工在开始时（2008年）将获得50比特币奖励，之后每4年减半，目前（2018年）为12.5比特币。这也是比特币的供给增加机制，流通中的新比特币就是这样诞生的。

每4年奖励减半，由于比特币可以分割到小数点后八位，那么到了2140年，矿工将得不到任何奖励，比特币的数量也将停止增加
这时，矿工的收益就完全依靠交易手续费了

所谓交易手续费，就是矿工可以从每笔交易中收取佣金，具体数额由付款人自愿确定

你完全可以一毛不拔，一分钱也不给矿工，但是那样的话，你的交易就会没人处理，迟迟无法写入区块链，得到确认
矿工们总是优先处理手续费最高的交易

目前由于交易数量剧增，手续费上涨，一个区块2000多笔交易的总手续费可以达到3到10个比特币。如果您的手续费偏低，很可能一周后比特币一次最多可以交易多少个，交易还没有被确认。

一个区块的奖励金12.5个比特币，再加上手续费，收益是相当可观的
按照目前的价格，可以达到100万～200万人民币
想想看，运气好的话，几分钟就能挖到一个区块，拿到这样一大笔钱，怪不得人们对挖矿趋之若鹜

方块扩展

比特币协议规定，平均10分钟诞生一个区块。区块的大小只有1MB，最多只能包含2000多笔交易
也就是说，比特币网络每10分钟，最多只能处理2000多笔交易，换算一下，就是处理速度为3～5笔/秒
全世界的比特币交易这么多，可是区块链每秒最多只能处理5笔，这已经成为制约比特币发展的一个瓶颈

长期以来，人们一直呼吁改革比特币协议并提高处理速度。这在 2017 年 8 月曝光，当时区块链分叉了一个名为比特币现金（简称 BCH）的新协议。新货币在其他方面与比特币相同，每个区块从 1MB 增加到 8MB，从而使处理速度提高 8 倍，费用大大降低。该协议是原区块链的一个分叉，所以当时持有比特币的人相当于一个人收到了等量的BCH

BCH 等于创造了一种新货币，还有人提议，原始比特币的区块大小提升到 2MB，这称为 SegWit2x
这个建议原定于2017年11月实施，但是最后一刻由于缺乏共识，就被取消了，目前还在讨论中

点对点网络

比特币是一个遍布全球的开放网络。只要有服务器，就可以加入网络，成为节点。每个节点都包含整个区块链（目前超过100GB），节点不断同步信息

当您发生付款时，您所在的节点会告诉另一个节点有关交易的信息，直到它传播到整个网络。矿工从互联网上收集各种新的交易，并将它们打包到区块链中。一旦写入成功，矿工所在节点的区块链成为最新版本，其他节点将复制新添加的区块，以确保全网区块链一致。你的节点也拿到了最新的区块链，这样就可以得到我知道你之前的交易已经写在里面了，目前交易已经确认成功

剩下的问题

写到这里，就介绍完了比特币的基本知识。但是还有一个根本的问题，比特币的本质到底是什么？

说到底，比特币只是区块链中的一个记录比特币一次最多可以交易多少个，它是凭空产生的

为什么可以当钱用？
举例来说，矿工获得12.5个比特币的奖励，其实就是区块链有一个记录："xxx地址获得12.5个比特币"，正是这行记录，导致该矿工获得了大笔金钱
如果区块链突然增加了一条记录，记载你的地址获得了1000个比特币，你就真的会有1000个比特币。这到底是为什么？