1.1什么是比特币？

比特币一是构成数字货币生态系统基础的概念和技术的总称，二是货币单位，用于在比特币网络中的参与者之间存储和传递价值。比特币用户主要通过在互联网上使用比特币协议进行通信，也可以使用其他传输网络。比特币协议栈是开源软件，可以在各种计算设备（包括笔记本电脑和智能手机）上运行，从而使该技术易于被人接受。

用户通过网络转账比特币，就可以完成常规货币做到的任何事情，包括买卖商品，汇款给别人或组织，或者进行借贷。比特币可以在专门的数字货币交易所购买，出售和兑换其他货币。比特币在某种意义上是互联网货币的完美形式，因为它快速，安全和无地域限制。

与传统货币不同，比特币完全是虚拟的。没有物理硬币，甚至也没有数字货币本身。这种币隐含在从发送方到接收方转账交易中。 在比特币网络中，比特币用户用自己的密钥，证明自己的比特币所有权。凭借这些密钥，他们可以对交易进行签名以解锁自己的比特币，并将其转账给新的所有者实现了消费。密钥通常存储在每个用户的计算机或智能手机上的数字钱包中。拥有可以签署交易的密钥是消费比特币的唯一先决条件，将凭此密钥，用户可以完全控制自己的比特币。

比特币是分布式的点对点系统。因此，没有“中央”服务器或控制节点。比特币是通过称为“挖矿”的过程实现发行的，在处理比特币交易的过程中引入一种竞争机制，这种竞争机制就是参与者都来寻找一个特定数学问题的答案。比特币网络中的任何参与者（即，使用运行完整比特币协议栈的设备的任何人）都可以作为矿工使用其计算机的处理能力来验证和记账交易。平均每隔10分钟，一个比特币矿工如果打包并验证了过去10分钟的交易（即挖出一个新的区块），就能获得这个区块全新的比特币奖励。比特币挖矿从根本上解决了中央银行的货币发行和结算功能，取代了任何中央银行的功能。

比特币协议包括内置的算法，用于调整整个网络的挖矿能力。平均而言，任何时候，无论多少矿工（以及多大处理能力）参与竞争，矿工挖矿的难度都是动态调整的，这样来保证每10分钟都有人可以挖矿成功。比特币协议还规定每4年发行新比特币的比例减少一半，最终实现将发行的比特币的总数限制在2100万个这样的的固定总量。结果是，流通的比特币数量是一个可以预测的曲线，到2140年将达到2100万。由于比特币的发行率是递减的下降，长期来看，比特币货币是通货紧缩。此外，比特币不能通过“印刷”（增发）超过预期发行率的新货币来膨胀。

换句话说，比特币（bitcoin）也是汇集比特币协议，点对手对等网络和分布式计算创新出来的的代名词。比特币货币真的只是这项创新的第一个应用实践。

比特币代表了数十年密码学和分布式系统研究的结果，包括了四个关键创新，比特币将这四个创新以独特和强大的方式组合在一起。

比特币这四个创新包括：

  • 去中心化的点对点对等网络（比特币协议）

  • 公开交易总帐（区块链）

  • 独立验证交易和发行货币的一套规则（共识规则）

  • 通过区块链有效实现全球去中心化共识的机制（工作量证明算法）

作为一名开发人员，我将比特币视为货币互联网，这是一个通过分布式计算传播价值，确保数字资产所有权的网络。比特币还有很多一眼看不到的更多的内容。在本章中，我们将介绍一些主要的概念和术语，必要的软件，并使用比特币进行简单的交易。在接下来的章节中，我们将开始逐级展开比特币中重要的技术层次，并进一步了解比特币网络和协议的内部机制。

比特币之前的数字货币

可行的数字货币的出现与密码学的发展密切相关。使用数字进行交换商品和服务对所有人来说都是一场真正的挑战，这一点都不奇怪。面对数字货币，人们都要问三个基本问题：

我能相信钱是真实的，不是伪造的吗？

我如何知道数字货币只能花一次（即“双重支付”）吗？

我如何确定这笔钱属于我，而同时没有人声称这笔钱属于他们？

纸币发行者通过使用越来越复杂的纸张和印刷技术不断打击假钱。实体纸币很容易解决双重支付问题，因为同一纸币不能同时在两个地方。当然，传统的钱也经常以数字方式存储和传送。在这些情况下，假钱和双重支出问题是通过中央权威机构清算所有电子交易来处理的，中央权威机构拥有面向的货币信息。对于不能利用秘制油墨技术或全息条码的数字货币，密码学为保障用户财产价值的合法性提供了依据。具体来说，加密数字签名使用户通过对数字资产签名证明该资产的所有权。通过适当的构造，数字签名也可用于解决双重支出问题。

当加密技术在20世纪80年代末开始变得更广泛理解并被使用时，许多研究人员开始尝试使用加密技术构建数字货币。这些早期的数字货币项目发行的数字货币，通常由国家法定货币或贵金属（如黄金）来背书。

虽然这些早期的数字货币能够有效运行，但它们是中心化的，因此很容易被政府和黑客攻击。早期的数字货币使用中心化的票据交易所定期处理所有交易，就像传统的银行系统一样。不幸的是，在大多数情况下，这些新兴的数字货币成为了政府担忧的目标，有些是由于诉讼消失了。有些由于母公司突然清盘就失败了。为了防止来自不同方面的干越，无论这些方面是合法的政府或是犯罪分子，数字货币都需要去中心化来避免单节点攻击导致失败。比特币就是一种这样一个去中心化的系统，不受制于任何可能被攻击或损坏的节点或控制节点。