十分钟告诉你比特币是如何运作的

有一种货币目前价值数十万美元，但不是由黄金、铂金或任何贵金属制成的，这就是比特币，那么比特币的原理是什么？

对于不方便打开视频的朋友，CDA字幕组也精心整理了文字版，如下：

假设有一种货币目前价值数百或数千美元，但不是由黄金、铂金或任何贵金属制成的，它实际上不是你可以放在手上或存钱罐里的硬币。

这是数字货币，这意味着它仅以电子形式存在。

我说的是比特币，它与大多数货币的运作方式截然不同。

它不隶属于州或政府，因此没有中央发行人或监管机构。这意味着没有组织决定：何时创造更多比特币；决定创造多少；跟踪比特币流动或调查欺诈行为。

那么比特币作为一种货币是如何运作的呢？或者比特币有什么价值？

如果没有整个互联网或密码学，比特币就不会存在。事实上，有时比特币也被认为是世界上第一个加密货币。

比特币如何运作

比特币是数字货币。

您可以在世界各地点对点互联网上的计算机之间交换比特币。

大多数点对点互联网的目的是共享。例如让人们复制和下载合法的音乐或电影。

如果比特币是一种数字货币，是什么阻止你复制大量假币并致富？

与 mp3 或视频文件不同，比特币不是一串可以复制的数据。比特币实际上是一个称为区块链的大型全球账本，我们稍后会详细解释。

区块链记录发生的每一笔比特币交易。截至 2016 年底，整个账本有 107GB 的数据。

因此，当您向某人发送比特币时，与发送文件不同，您实际上是在一个大账本上记录交易。例如“迈克尔向汉克发送 5 个比特币”。

也许你在想“等一下，你说比特币没有中央机构来保存记录”。

虽然比特币是集中记录的，但没有人像银行那样更新分类账来跟踪每个人的资金。它是分散的。

几乎任何人都可以通过所有新交易主动更新区块链，而且很多人都在这样做。这是有效的，因为很多人都在跟踪同一件事，确保所有交易都是正确的。

假设你和一些朋友正在玩扑克，但你们都没有筹码，而且你忘了带钱。所以你拿出你的笔记本，开始记录谁下注了多少，谁赢了谁输了。

您并不完全信任其他人，因此每个人都单独保存自己的帐户。在每手牌结束时，您将彼此写下的内容进行比较。这样一来，如果有人犯了错误或试图作弊并为自己赚取额外的钱，他们就会被当场抓住。

几手之后，你会发现你已经在你的笔记本上记录了你的资金流向。您可以将每一页记录视为一个事务块。最终你的笔记本会记录很多页的信息，一个区块链，从而形成一个区块链。

如果有成千上万的人分别维护比特币区块链，这些账本如何保持一致？

回到前面的扑克示例。将整个比特币点对点网络想象成一张大扑克桌，周围有数百万人。有些人只是在交换硬币，但许多人正在积极记录账本。

你想如何汇款或收款，你必须告诉餐桌上的每个人，然后记录的人可以更新账本。

所以对于每笔交易，你需​​要告诉比特币网络一些事情：你的账号；您想向其发送比特币的人的帐号；以及您要发送多少比特币。

任何记录区块链的人都会将您的交易添加到当前区块中。

让很多人记录交易似乎是一种很好的安全措施。但是如何发送比特币只需要一些帐号，这似乎是一个安全问题。

仅使用普通硬币，这可能是一个大问题，想想那些试图窃取他人信用卡信息的犯罪分子。

比特币中没有中央银行可以找出问题所在并阻止欺诈，例如突然将毕生积蓄花在牛肉干或其他东西上。

那么如何阻止汉克假装是我，把我所有的比特币都寄给自己呢？

多亏了密码学，比特币非常安全。这也是为什么比特币被认为是一种加密货币的原因。

钥匙

具体来说，由于密钥，比特币仍然是安全的。

密钥包含大量信息，可以在数学上保护诸如“嘿，这真的来自我”之类的消息。

当你在比特币网络上创建一个账户时，它就是你所说的“钱包”。此帐户链接到两个唯一密钥：私钥和公钥。

在这种情况下，私钥对一些数据进行签名，即所谓的“签名”。然后其他人可以稍后验证签名。

假设我想在网络中发送一条消息，说“Michael 给 Olivia 发送了 3 个比特币”。然后我用我的私钥签署消息，只有我有，其他人无法复制。

然后我将签名的消息发送到比特币网络，每个人都可以使用我的公钥来保证我的签名是有效的。这样记录所有比特币交易的每个人都可以将我的交易添加到他们的区块链副本中。

换句话说，公钥是如何工作的，这证明了消息是用我的私钥签名的，这就是我想要发送的。

与手写签名或信用卡号码不同比特币用什么技术，这种身份证明不能被骗子伪造。

交易时间

每笔交易的“谁”对于确保正确的人在比特币进行交易非常重要；但“何时”同样重要。

假设您的银行帐户中有 1000 美元，并且您想购买两件都是 1000 美元的物品。银行将接受第一次购买并拒绝第二次购买。

如果银行不这样做，您将能够多次使用相同的钱，这听起来不错，但也很糟糕。金融系统不能那样运作，因为没有人得到报酬。

如果我有足够的钱支付 Olivia 或 Hank比特币用什么技术，但我想支付他们两个。通过比特币系统内置的支票，比特币网络和你的钱包会自动检查你以前的交易，以确保你有足够的比特币可以发送。

但是还有一个关于时间的问题，因为世界各地有很多人记录区块链的副本，而网络延迟意味着你不能总是以相同的顺序获得交易请求。

现在有很多人可以选择略有不同的块，但不是每个人都一定是错的。比特币如何解决这个问题？

数学问题

证明是通过真正解决问题，数学问题。

要添加一个交易块，维护账本的每个人都必须解决一个由密码散列函数创建的特殊数学问题。

哈希函数是一种算法，其中输入具有任意大小，但结果输出具有固定大小。

假设您有一些数字作为输入，哈希函数定义是将这些数字相加，在这种情况下输出为 10。

用于密码学的散列函数的伟大之处在于，当你给出一个输入时，很容易得到一个输出。但是考虑到输出，很难弄清楚原始输入是什么。

即使是这个简单的例子，也有很多数字加起来等于 10。获得 1 2 3 4 输入的唯一方法是不断猜测，直到猜对为止。

比特币今天使用的哈希函数称为 SHA256，它代表 256 位安全哈希算法，最初由 NSA 创建。

旨在解决 SHA256 哈希问题的计算机平均需要 10 分钟来解决每个问题，这意味着在得到正确答案之前要进行数亿次尝试。谁先解决了哈希问题，谁就可以将下一个块添加到交易中，从而产生新的数学问题来解决。

如果许多人几乎同时添加块，网络会选择一个，这将成为全长和最受信任的链。这些未选择的链上的交易将被放回池中并添加到后续块中。

这些志愿者花费数千美元购买专门的计算机来解决 SHA256 问题，并支付高昂的电费以保持机器运行，但为什么呢？他们从维护区块链中得到什么？只是社区服务？

奖励系统

比特币实际上有一个内置系统来奖励他们。

现在每次你先向区块链添加一个区块，12.5 个比特币就会凭空添加到你的账户中。

对于比特币账本的维护者，你可能实际上知道他们的另一个名字：矿工。

因为更新区块链就像对那些希望通过它致富的哈希问题挥舞镐。

2009年比特币刚诞生的时候，它的价值并不高，几十个比特币就相当于一堆硬币。然而，在 2016 年 11 月 10 日，1 个比特币价值 708 美元，因此 12.5 个比特币价值 8,850 美元，这是一个不错的变化。

每个比特币的存在都是为了奖励比特币矿工，除了为交易添加新区块而获得报酬外，矿工每笔交易都会收到一小笔小费。

还值得注意的是，每 210,000 个区块，在添加新区块时产生的硬币数量减少一半。

所以起始奖励是 50 BTC，减少到 25，然后是 12.5。未来几年将变为6，并继续下降。

最后一个区块会有很多交易，矿工主要从他们那里得到小费，还是值得的。

最新的预测是，最后一个比特币，大约第 2100 万个，将在 2140 年被开采。

比特币数量的减少实际上是在模拟地球上黄金开采的速度。目的是限制可用比特币的数量可以随着时间的推移增加其价值。

那么投资比特币是个好主意吗？

我们在这里不深入。

比特币仍然不稳定，处于实验阶段，很多人喜欢比特币，很多人认为它注定要失败。

我们认为这是一个有趣的想法，让我们开始思考密码学之后可以为我们做什么。

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