比特币入门 - 基本介绍

由于之前的以太仿教程是汇智网的在线课程，以下重要的就不一一列举了。毕竟，这是其他作者辛勤工作的结果。这里有几个。一种是录制一个和最近流行的有点相似的vlog。同时，我也想借此机会宣传我的新书。我没想到要等一会儿。上周ISBN号下来了，CIP号还没下来，可能下周才下来，二是帮作者推广课程，仿的课程真的不错。

一、什么是比特币

当我们谈论比特币时，实际上在不同的场景中有不同的参考。

比特币首先是一种数字加密货币。用户可以通过比特币网络转移比特币或结算商品，就像传统货币一样：

然而，比特币是一种基于密码学的虚拟货币。它没有实体，只隐含在从发送方到接收方的交易中。接收方必须使用其持有的密钥来消费收到的比特币。

对于技术从业者来说，比特币有更多的意义：比特币对应一个划时代的数字加密货币体系，它包括通信协议、激励机制、实现代码和承载网络：

事实上，比特币是几十年密码学、分布式计算和其他领域的结晶。它不是第一个出现的数字货币，但无疑是最成功的，一种洞察人性的虚拟产品。

二、区块链结构

比特币是一个专门的数据库，只保存一种数据记录——交易，比如张三到李四的几币，或者李四到王五的几币：

一旦涉及到资金，大家都会变得谨慎。所以，最好在技术上保证交易记录不能被篡改，这样如果有问题，旧账可以翻，这就要求账簿必须是可信的。

比特币使用一种特殊的数据结构blockchain/Blockchain来保证交易的不变性。每个包含一批交易数据的区块还包含前一个区块的指纹：

在比特币中，区块的指纹是使用密码学中常见的散列函数实现的。哈希函数可以将大块的数据压缩成一个紧凑的表示，并且可以保证如果紧凑的表示不同，对应的原始数据也不同。

例如上图中，如果12#区块被攻击者篡改，其哈希结果将与13#区块中保存的原始指纹不同，这使得识别被篡改区块的任务变得容易，换句话说，它非常难篡改——攻击者必须同时修改12#之后的所有区块，才能保证指纹验证成功。

另一方面，如果攻击者直接篡改了14#区块（我们假设它是最后一个区块），那么显然是可行的，因为它缺乏后续更多区块的保护。这就引入了比特币中常用的一个概念：交易确认/确认。

一旦一笔交易被确认并打包到一个区块中，它的确认计数为 1，之后每增加一个区块比特币基础知识书，确认计数就增加 1。例如上图中标记的交易，当链增长到14#区块时，该交易的确认数为3。

显然，交易的确认越多，攻击者篡改交易的可能性就越小。在比特币应用程序中，交易的接收者通常需要六次确认才能认为交易成功。

三、去中心化机制

与目前流通的任何法定货币不同，比特币是去中心化的比特币基础知识书，没有中央权威来管理比特币的发行和流通。因此，比特币网络是一个典型的 P2P 网络，每个（全）节点都有完整的区块链数据：

在这样的分布式计算环境中，如何保证新事务在每个节点的区块链中不断更新是一个经典的分布式一致性问题——每个节点都可能提交新的事务，不同的节点提交的事务也可能不同。以哪个节点为准？

解决这个问题的经典方法是（动态地）选举一个决策者，其他节点复制决策者的行为，以避免节点之间的不一致。比特币的解决思路是一样的，但是它使用了类似于回答的机制来动态选择获胜节点，获胜节点负责生成区块和打包交易——所有节点同时解决同一个问题，并且第一个获得结果的节点获胜并获得出块的权利，其他节点轮流解决下一个区块的问题：

比特币给出的问题无法通过解析的方法解决，节点必须在所有可能的结果中尝试暴力解决。由于获胜节点可以获得比特币奖励，该节点的动机和行为非常类似于西方牛仔抢金的行为。所以这个解决过程被称为挖矿/挖矿。

理论上每个节点都有一个中奖的概率，但是很明显，在同样的时间段内，算力强大的节点会比其他节点有更多的尝试机会，所以中奖的概率也更大——在这种情况下rush-response 机制，算力代替智能，这种依靠暴力解决问题来实现节点一致性的共识算法称为工作量证明。