比特币的运行机制及与区块链的联系

佚名

每一笔比特币交易，都会被区块链网络中的节点记录下来，以此增强交易公信力，保护交易双方利益。但如果所有节点都参与记录的话，容易因为网络延迟等因素造成账本信息不一致，也难以避免记账人会篡改交易信息。

因此比特币采用工作量证明（Proof of Work）共识机制，让所有节点通过解决工作量证明难题的方式参与竞争，竞争成功的节点拥有新区块的记账权，并能够将记录的信息广播出去。其他节点接收后将根据此消息进行数据同步，确保账本一致。这种竞争记账权的过程，叫做挖矿，参与挖矿的节点，叫做矿工。矿工挖矿成功后可以获得区块奖励，即一定数额的比特币，还可以收取该区块上的交易手续费。在利益的驱使下，节点会积极参与挖矿并维护交易记录的真实有效。

比特币的发行只有一种方式，即区块奖励，也就是说比特币是通过挖矿产生的。不过，比特币并不能通过挖矿无限产生，其算法规定了每产生210100 个区块（约四年），比特币的区块链奖励就要减半一次。由于比特币的发行总量恒定为2100万个，预计会在2140年挖完。这个规定确保了比特币不会由于人为增发而发生严重的通货膨胀，可以保护比特币的价值。

比特币的运行以区块链技术为依托，比特币与区块链有着密不可分的关系。比特币是一种资产，而区块链就是为这种资产设定好运行规则的底层技术，从而保证每一笔交易顺利进行。这就好比视频文件与播放器之间的关系，视频的播放必须要通过播放器的底层技术处理才能实现。区块链技术的诞生源于比特币概念的提出，可以说区块链技术是比特币催化下的产物。目前，区块链技术不止运用于比特币等加密货币，在各个领域都有广泛的应用，但比特币仍旧是区块链技术上最早、最成功的应用。

分别是：

比特币

比特币（BitCoin）的概念最初由中本聪在2009年提出，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

莱特币

莱特币（Litecoin），简写：LTC，货币符号：Ł；是一种基于“点对点”(peer-to-peer)技术的网络货币，也是MIT/X11许可下的一个开源软件项目。它可以帮助用户即时付款给世界上任何一个人。

以太坊

以太坊（英文Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币（Ether）提供去中心化的虚拟机（“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。

以太币

以太坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH，可在许多加密货币的外汇市场上交易，它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务费的媒介 。

比特币现金

比特币现金（Bitcoin Cash）是由一小部分比特币开发者推出的不同配置的新版比特币。

扩展资料：

虚拟货币是指非真实的货币。知名的虚拟货币如百度公司的百度币、腾讯公司的Q币，Q点、盛大公司的点券，新浪推出的微币（用于微游戏、新浪读书等），侠义元宝（用于侠义道游戏），纹银（用于碧雪情天游戏）。

2013年流行的数字货币有，比特币、莱特币、无限币、夸克币、泽塔币、烧烤币、便士币（外网）、隐形金条、红币、质数币。目前全世界发行有上百种数字货币。圈内流行"比特金、莱特银、无限铜、便士铝“的传说。

参考资料：

百度百科--虚拟货币

2008年爆发全球金融危机，同年11月1日，一个自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人在P2P foundation网站上发布了比特币白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》，陈述了他对电子货币的新设想——比特币就此面世。2009年1月3日，比特币创世区块诞生。

和法定货币相比，比特币没有一个集中的发行方，而是由网络节点的计算生成，谁都有可能参与制造比特币，而且可以全世界流通，可以在任意一台接入互联网的电脑上买卖，不管身处何方，任何人都可以挖掘、购买、出售或收取比特币，并且在交易过程中外人无法辨认用户身份信息。

2009年1月5日，不受央行和任何金融机构控制的比特币诞生。比特币是一种数字货币，由计算机生成的一串串复杂代码组成，新比特币通过预设的程序制造。

每当比特币进入主流媒体的视野时，主流媒体总会请一些主流经济学家分析一下比特币。早先，这些分析总是集中在比特币是不是骗局。而现如今的分析总是集中在比特币能否成为未来的主流货币。而这其中争论的焦点又往往集中在比特币的通缩特性上。

不少比特币玩家是被比特币的不能随意增发所吸引的。和比特币玩家的态度截然相反，经济学家们对比特币2100万固定总量的态度两极分化。

凯恩斯学派的经济学家们认为政府应该积极调控货币总量，用货币政策的松紧来为经济适时的加油或者刹车。因此，他们认为比特币固定总量货币牺牲了可调控性，而且更糟糕的是将不可避免地导致通货紧缩，进而伤害整体经济。

奥地利学派经济学家们的观点却截然相反，他们认为政府对货币的干预越少越好，货币总量的固定导致的通缩并没什么大不了的，甚至是社会进步的标志。

比特币网络通过“挖矿”来生成新的比特币。所谓“挖矿”实质上是用计算机解决一项复杂的数学问题，来保证比特币网络分布式记账系统的一致性。比特币网络会自动调整数学问题的难度，让整个网络约每10分钟得到一个合格答案。随后比特币网络会新生成一定量的比特币作为区块奖励，奖励获得答案的人。

2009年，比特币诞生的时候，区块奖励是50个比特币。诞生10分钟后，第一批50个比特币生成了，而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时（2100万的50%），区块奖励减半为25个。

当总量达到1575万（新产出525万，即1050的50%）时，区块奖励再减半为125个。该货币系统曾在4年内只有不超过1050万个，之后的总数量将被永久限制在约2100万个。

比特币是一种虚拟货币，数量有限，但是可以用来套现：可以兑换成大多数国家的货币。你可以使用比特币购买一些虚拟的物品，比如网络游戏当中的衣服、帽子、装备等，只要有人接受，你也可以使用比特币购买现实生活当中的物品。

2014年2月25日，“比特币中国”的比特币开盘价格为356241元，截至下午4点40分，价格已下跌至3185元，跌幅逾10%。根据该平台的历史行情数据显示，在2014年1月27日，1比特币还能兑换5032元人民币。这意味着，该平台上不到一个月，比特币价格已下跌了367%。

同年9月9日，美国电商巨头eBay宣布，该公司旗下支付处理子公司Braintree将开始接受比特币支付。该公司已与比特币交易平台Coinbase达成合作，开始接受这种相对较新的支付手段。

虽然eBay市场交易平台和PayPal业务还不接受比特币支付，但旅行房屋租赁社区Airbnb和租车服务Uber等Braintree客户将可开始接受这种虚拟货币。Braintree的主要业务是面向企业提供支付处理软件，该公司在2013年被eBay以大约8亿美元的价格收购。

2017年1月22日晚间，火币网、比特币中国与OKCoin币行相继在各自官网发布公告称，为进一步抑制投机，防止价格剧烈波动，各平台将于1月24日中午12：00起开始收取交易服务费，服务费按成交金额的02%固定费率收取，且主动成交和被动成交费率一致。

5月5日，OKCoin币行网的最新数据显示，比特币的价格刚刚再度刷新历史，截止发稿前最高触及9222元人民币高位。1月24日中午12：00起，中国三大比特币平台正式开始收取交易费。9月4日，央行等七部委发公告称中国禁止虚拟货币交易。同年12月17日，比特币达到历史最高价19850美元。

2018年11月25日，比特币跌破4000美元大关，后稳定在3000多美元。11月19日，加密货币恢复跌势，比特币自2017年10月以来首次下探5000美元大关，原因是之前BCH出现硬分叉，且监管部门对首次代币发行（ICO）加强了审查。

11月21日凌晨4点半，coinbase平台比特币报价跌破4100美元，创下了13个月以来的新低。

2019年4月，比特币再次突破5000美元大关，创年内新高。5月12日，比特币近八个月来首次突破7000美元。5月14日，据coinmarketcap报价显示，比特币站上8000美元，24小时内上涨1468%。

6月22日 ，比特币价格突破10000美元大关。比特币价格在10200左右震荡，24小时涨幅近7%。 6月26日，比特币价格一举突破12000美元，创下自2018年1月来近17个月高点。6月27日早间，比特币价格一度接近14000美元，再创年内新高。

2020年2月10日，比特币突破了一万美元。据交易数据，比特币的价格涨幅突破3%。3月12日，据加密货币交易平台Bitstamp数据显示，19点

44分，比特币最低价格已跌至5731美元。5月8日，比特币突破10000美元关口，创下2月份以来的新高。

截至12月27日19时20分，比特币报价2827306美元。

2021年1月8日，比特币涨至4万美元关口上方，最高至40402美元。

2021年2月22日，比特币价格线上突破58000美元/枚。

2021年2月16日，比特币价格突破50000美元。

3月13日，比特币24小时上涨约6%，站上60000美元/枚，市值约为11万亿美元。

2021年5月19日，比特币跌幅扩大至18%，跌破35000美元/枚整数关口，日内连续跌破九道千元关口。

流通性与接受度

比特币仍然有合法或正当的用途。有多种途径使用比特币，通过电子货币交易所、比特币提款机、服务商和个人等渠道，就能兑换为当地的现金或金币或以现金或金币购买比特币；也可以直接使用它购买物品和服务，或使用比特币金融卡。

特别继维基解密宣布接受比特币捐助后，认可使用比特币的个人、组织和企业迅猛增长。

随着比特币金融卡的激活，即使商家不接受比特币，仍然可以依照比特币与法币的即时汇率，而以比特币付款，犹如刷人民币账户的金融卡支付外币（美元、欧元等）消费，仍然可以依照该外币与人民币的即时汇率；

而从人民币的存款账户扣款来完成付款，这样商家只要支持Visa 或 Mastercard等xyk或是Apple Pay等移动支付功能者皆能使用；

使用范围就能从直接接受比特币的1万商家，大幅扩大到包括网络购物、卖场购物、餐厅和咖啡厅用餐、搭乘交通工具、加油站加油等数千万个商家（Visa 2,900万、MasterCard 3,200万个），如果许可，并可使用世界各地逾3千多万台一般法币ATM，以比特币提领当地现金使用。

交易

比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在区块链中，比特币交易就是在区块链账本上“记账”，通常它由比特币客户端协助完成。付款方需要以自己的私钥对交易进行数字签名，证明所有权并认可该次交易。

比特币会被记录在收款方的地址上，交易无需收款方参与，收款方可以不在线，甚至不存在，交易的资金支付来源，也就是花费，称为“输入”，资金去向，也就是收入，称为“输出”。如有输入，输入必须大于等于输出，输入大于输出的部分即为交易手续费。

矿工产出交易没有输入，只有输出，交易记录会显示新生成的比特币（Newly Generated Coins），除矿工产出交易外，一个输入必然是另一笔交易的一个输出，也就是一笔收入必然是其他人的支付。

一个输入没有成为另一笔交易的输出时，它是“未花费的”，也就是“账户余额”。收录此交易的区块被广播后，此交易就有了“1个确认”。矿工们平均每10分钟产生一个区块，每一个新区块的诞生会使此交易的确认数加1。

当确认数达到6时，通常这笔交易被认为比较安全、难以逆转。比特币交易为不可逆，每一笔交易都无法撤销，商家不必遭到诈骗式的拒付而遭受损失，唯一可以获得退款的方法，就是请对方再做一笔反向交易，但需要对方的配合。

区块链

区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，该概念在中本聪的白皮书中提出，区块链是一串使用密码学方法相关系产生的资料块（称为“区块”，block）。

新增的资料块总能链接到上一个区块，即整条区块链的尾部。比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在“区块链”（blockchain）中，所以区块链可以看作记录着比特币交易的账本。区块链是一群分散的客户端节点，并由所有参与者组成的分布式数据库，是对所有比特币交易历史的记录。

中本聪预计，当资料量增大之后，用户端希望这些资料并不全部存储自己的节点中。为了实现这一目标，他采用引入散列函数机制。这样客户端将能够自动剔除掉那些自己永远用不到的部分，比方说极为早期的一些比特币交易记录。

中本聪创造了比特币系统的第一个区块，即“创世区块”，并附有一句“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”，而这句是当天泰晤士报的头版文章标题。

确认一项交易的过程，是由解决一系列计算难题的工作量证明机制来实现的。

工作量证明机制要求电脑的计算能力为某个有限值的情况下，需要运算一定的时间才能解决，这就使得攻击者无法重写、修改交易历史，除非他能够拥有相对比特币点对点网络系统更强大的计算能力，从而能以更快的速度产生区块链（称为"51%攻击"）。

工作量证明机制的难度由系统自动调节，所以新区块的生成平均需时10分钟。整个比特币点对点网络的节点都会自动检测交易和区块的有效性，并忽略任何违背规则的交易和区块，比如那些产生错误数量的区块，或多次发送同一份额比特币的交易行为。

参与处理区块的客户端可以得到一定量新发行的比特币，以及相关的交易手续费。

为了得到这些新产生的比特币，参与处理区块的用户端需要付出大量的时间和计算力（为此社会有专业挖矿机替代电脑等其他低配的网络设备），这个过程非常类似于开采矿业资源，因此中本聪将资料处理者命名为“矿工”，将资料处理活动称之为“挖矿”。

这些新产生出来的比特币可以报偿系统中的资料处理者，他们的计算工作为比特币点对点网络的正常运作提供保障。

有鉴于此，其他类似竞争币（Altcoin）都是用了相同的理念去处理端间交易资料，只是在工作量证明机制上进行调整，如采用权益证明（Proof of Stake）和Scrypt算法等

以上内容参考 百度百科-比特币

为了实现去中心化的目的，比特币网络中人人都可记账。但全世界那么多人同时记了帐，该听谁的
这就是比特币的共识问题。 即如何在实现去中心化的同时，让全网节点达成共识，保持所有账本的一致 这是在过去，去中心化系统长久无法解决的问题。
中本聪提出了POW工作z明机制( Proof Of Work )这个解决方案。 它规定，谁付出最多计算工作量，谁越有机会获得最终记账权。他的记账结果将被全网认可。 如何衡量计算工作量 记账员们需要耗费计算机算力，解决一个叫哈希函数的难题。这个难题只能通过计算机枚举数字一个一个地猜，算力越强，越容易猜中答案。 一旦有幸运记账员找到了答案，他将获得记账权。并获得比特币奖励。 所有人都要听他的记账结果，并在他的基础上开始新的记录。
简单来说就是多劳多得。越努力，越幸运。 POW 解决了互不信任的节点达成共识的问题，被认为是当今所有共识机 制的始祖。 它让比特币能真正成为去中心化的自治系统。

比特币
首字母大写的Bitcoin用来表示比特币的概念或整个比特币网络本身。例如：“今天我学了些有关Bitcoin协议的内容。”
而没有大写的bitcoin则表示一个记账单位。例如：“我今天转出了10个bitcoin。”该单位通常也简写为BTC或XBT。
比特币地址
比特币地址就像一个物理地址或者电子邮件地址。这是别人付给你比特币时你唯一需要提供的信息。然而一个重要的区别是，每个地址应该只用于单笔交易。
对等式网络
对等式网络是指，通过允许单个节点与其他节点直接交互，从而实现整个系统像有组织的集体一样运作的系统 。对于比特币来说，比特币网络以这样一种方式构建——每个用户都在传播其他用户的交易。而且重要的是，不需要银行作为第三方。
哈希率
哈希率是衡量比特币网络处理能力的测量单位。为保证安全，比特币网络必须进行大量的数学运算。当网络达到10Th/秒的哈希率时，就意味着它能够进行每秒10万亿次的计算。
交易确认
交易确认意味着一笔交易已经 被网络处理且不太可能被撤销。当交易被包含进一个 块时会收到一个确认，后续的每一个块都对应一个确认。对于小金额交易单个确认便可视为安全，然而对于比如1000美元的大金额交易，等待6个以上的确认比较合理。每一个确认都成 指数级地降低交易撤销的风险。
块链
块链是一个按时间顺序排列的比特币交易公共记录。块链由所有比特币用户共享。它被用来验证比特币交易的永久性并防止双重消费。
密码学
密码学是数学的一个分支，它让我们创造出可以提供很高安全性的数学证明。电子商务和网上银行也用到了密码学。对于比特币来说，密码学用来保证任何人都不可能使用他人钱包里的资金，或者破坏块链。密码学也用来给钱包加密，这样没有密码就用不了钱包。
签名
密码学签名是一个让人可以证明所有权的数学机制。对于比特币来说，一个比特币钱包和它的私钥通过一些数学魔法关联到一起。当你的比特币软件用对应的私钥为一笔交易签名，整个网络都能知道这个签名和已花费的比特币相匹配。但是，世界上没有人可以猜到你的私钥来窃取你辛苦赚来的比特币。
钱包
比特币钱包大致实体钱包在比特币网络中的等同物。钱包中实际上包含了你的私钥，可以让你消费块链中分配给钱包的比特币。和真正的钱包一样，每个比特币钱包都可以显示它所控制的所有比特币的总余额，并允许你将一定金额的比特币付给某人。这与商家进行扣款的xyk不同。
区块
一个块是块链中的一条记录，包含并确认待处理的交易。平均约每10分钟就有一个包含交易的新块通过挖矿的方式添加到块链中。
双重消费
如果一个不怀好意的用户试图将比特币同时支付给两个不同的收款人，就被称为双重消费。比特币挖矿和块链将就两比交易中那笔获得确认并被视为有效在网络上达成一致。
私钥
私钥是一个证明你有权从一个特定的钱包消费比特币的保密数据块，是通过一个密码学签名来实现的 。如果你使用的是钱包软件，你的私钥就存储在你的计算机内；如果使用的是在线钱包，你的私钥就存储在远程服务器上。千万不能泄露私钥，因为它们可以让你消费对应比特币钱包里的比特币。
挖矿
比特币挖矿是利用计算机硬件为比特币网络做数学计算进行交易确认和提高安全性的过程。作为对他们服务的奖励，矿工可以得到他们所确认的交易中包含的手续费，以及新创建的比特币。挖矿是一个专业的、竞争激烈的市场，奖金按照完成的计算量分割。并非所有的比特币用户都挖矿，挖矿赚钱也并不容易。
Bit
Bit 是标明一个比特币的次级单位的常用单位 -1,000,000 bit 等于1 比特币 (BTC 或 B⃦)，这个单位对于标示小费、商品和服务价格更方便。
BTC
BTC 是用于标示一个比特币 (B⃦) 的常用单位。
本位制数字货币普银的专业术语和比特币的术语类似。

刚接触比特币的时候，都听过“51%攻击”这个概念。简单来说，就是如果某个节点拥有超过全网51%的算力，将能够实现双重支付、撤销交易等 *** 作，让比特币网络崩溃。

那么，这个51%攻击是什么实现的？

假设一个场景，A用10比特币向B购买一样商品，步骤如下：

（1）A支付给B 10BTC；

（2）B收到10BTC确认收款后发货（一般认为6次确认后交易就不可逆转）；

（3）A随即创建另一笔交易，将同样的10BTC支付给自己。

显然，A想要撤销第一笔交易，不用花钱就得到B的商品。为了达到这个目的，A进行了双重支付，将同样的10BTC支付给B和自己。在正常的比特币网络中，一旦第一笔交易经过6次确认后就几乎不可更改，后续的交易数据将继续打包成新的区块依次链接下去。可是，如果A用户拥有51%的算力，情况将会发生有趣的变化，A可以实现双重支付的目的。

具体过程如下：

假设第一笔交易被打包到100号区块，当后面再增加5个区块后，6次即可确认该交易，区块如下图所示：

这时，A又发起了一次给自己10BTC的交易。如果A向全网广播，这笔交易不会被处理（因为找不到要花费的UTXO，10BTC支付给B的事实已经被全网确认了），所以A选择不广播，而是对主链进行“分叉”，生成另外一个100号区块，并在其中打包第二笔交易，如下图：

由此，产生了两条子链。简单描述起见，第一笔交易所在的叫C1，第二笔交易所在的叫C2。其他矿工继续在C1上打包数据，而A则在C2上挖矿，两条链开始赛跑。由于A具有超51%的算力资源，很快，C2的长度就会超过C1，如下图：

这时，按照比特币的最长链优先原则，其他矿工也会自动转到C2上，使C2变成了主链。C1则会被抛弃，之前打包在C1上的所有交易（包括第一笔A支付给B 10BTC的交易），都会变为无效。结果是A不花一分钱就拥有了属于B的商品，这就是“51%攻击”。

当然，要真正实现51%攻击是非常困难的，在比特币网络中几乎是不可能的，因为这需要消耗巨大的成本，跟攻击成功后获取到的收益相比，完全是得不偿失。

51%攻击能带来的收益是非常有限的，只能做到：

1、修改自己的交易记录，如双重支付；

2、阻止确认部分或全部交易。

而下面这些即使是51%攻击也没法做到的：

1、凭空生成比特币；

2、修改每个区块产生的比特币数量。

因此，51%攻击成本巨大，收益却很小，仅能实现“双重支付”而已，所以51%攻击很多时候又被称为“双花攻击”。“双花”是数字货币要解决的第一个核心问题，比特币通过共享账本和工作量证明共识机制比较完美地解决了这个问题。

币圈挖矿是指矿工使用矿机，消耗着电力，计算算法题目（解决具有一定工作量的工作量证明机制问题，来管理比特币网络--确认交易并且防止双重支付），算出标准答案（获得生成区块的权利，并成功生成新的区块），而获得一定量货币奖励的这个过程（比特币）。

每一个人（网络节点）向全村（全网络）进行广播交易，这些广播出来的交易在经过矿工（在网络上的计算机）验证后，矿工用自己的算法答案（工作z明结果）来表达确认，确认后的交易会被打包到数据块中（一页账本），数据块会串起来形成连续的数据块链（整个账本）。

当一个人（节点）找到了匹配要求的算法答案，那么它就可以向全网络广播自己的结果。其他人就可以接收这个新解出来的数据块，并检验其是否合格。

如果其他人通过计算发现确实满足要求（比特币要求的运算目标），那么该页账本（数据块）有效，其他的人就会接受，相对应也获得了一定的奖励。

 挖矿的产能

矿工每次成功记录一页账本，就会诞生一定数量的新比特币，用来激励成功记账的矿工。

比特币系统按照中本聪先生预先设定好的节奏决定发行的比特币数量。

除了挖矿奖励之外，矿工还会获得手续费。

由于矿工可以自行决定是否将某一个交易数据打包到数据块中，因此矿工有可能优先选择手续费较高的交易来打包。

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