什么是比特币

比特币是一系列构成数字货币生态系统的概念和技术的组合。比特币的货币单位也叫作“比特币”，用于存储和传递价值。比特币用户间的通信主要通过比特币协议在互联网上进行，也可以在其他通信网络中进行。比特币协议栈是开源的，可以在各种不同的计算设备上运行，包括笔记本电脑、智能手机等，用户接入比特币网络非常方便。

用户可以在网络中传递比特币，完成一切传统货币可以完成的事情，包括买卖商品、转账给特定的个人或者组织、发放贷款等。比特币可以进行买卖，也可以在专业的货币交易所中与其他货币进行兑换。比特币交易快速、安全，并且没有边界，从某种程度上来说，是互联网上的一种完美的货币形式。

不像传统货币，比特币是一种彻底的虚拟货币，没有物理货币，甚至连电子货币本身都不存在。货币隐含在发送者与接收者进行价值交换的交易当中。比特币用户拥有自己的密钥，用以证明比特币网络中的交易所有权，并实现交易消费，或将其传递给新的接收者。这些密钥通常存储于用户计算机的数字钱包中。拥有解锁交易的密钥是花费比特币的唯一要求，这也就把对比特币的控制权完完全全地交给了用户。

比特币是一个分布式、点对点系统。网络中没有“中央”服务器，也没有控制点。比特币是由被称为“挖矿”的过程产生的，它是一种在验证比特币交易的过程中竞争解决一类数学问题的机制。任何比特币网络的参与者（运行完整的比特币协议栈的人）都可以成为挖矿者，他们可以使用自己的计算机的处理能力去验证和记录交易。平均每隔10分钟，总有人能完成过去10分钟所产生的交易的验证过程，并因此获得全新产生的比特币的奖励。本质上说，比特币的挖矿机制使中央银行的货币发行和清算机制得以去中心化，中央银行的功能被这种全局竞争机制替代了。

比特币协议内建的算法规范了全网挖矿的行为。矿工记录处理交易区块的难度可以动态调整，确保了不管网络上有多少矿工（CPU）同时在工作，最终都能维持大致10分钟挖到一个区块的速度。协议同样规定了每隔4年，新比特币的创建速度将减半，这将比特币的总量限制在了2100万的总量内。因此，比特币的发行量与预测的曲线可以尽量靠近，直到2140年达到2100万的总量。鉴于比特币发行量递减，长期内比特币是维持通货紧缩的。此外，比特币系统的限制使得无法通过“印钞”导致通货膨胀。

除了表现出来的货币属性，比特币也是协议的名称，它是一个网络，一种分布式计算的创新。比特币作为货币仅仅是基于这个发明的第一个真正的应用。作为一个开发者，我认为比特币类似于货币的互联网，它是一种传播价值并通过分布式计算保护数字资产所有权的网络。比特币能做的要比你第一眼看到的多得多。

在本章中，我们将从解释主要的概念和名词入手，下载所需软件，并使用比特币进行简单交易。接下来的几章中，我们将一步步解释使比特币成为可能的技术细节，并深入了解比特币网络及其协议的运行机制。

比特币之前的数字货币

数字货币的出现与密码学的发展紧密相关。考虑到利用数字来表示货物或者服务的价值所面临的根本挑战，数字货币的出现也就不足为奇了。任何接受数字货币的人都要面对两个根本问题：

1.我能相信钱是真实的而不是伪造的吗？

2.我能确定没人会声明钱是他的而不是我的吗（又被称为“双重支付”问题）？

纸币的发行者为了防止假钞，采用愈加复杂的印钞纸和更为先进的印刷技术来印制钞票。使用物理货币的情况下，解决重复支付的问题非常简单，因为同一张钞票不可能同时在两个地方出现。当然，传统货币也经常以电子的方式进行存储和传递，在这种情况下，防伪和防止双重支付是通过中央机构对电子交易进行集中清算实现的，这个机构拥有货币流通的全局视角。对于数字货币而言，它无法依靠防伪油墨、全息安全线来保障安全，而密码学提供了基础的保证，从而实现对用户合法价值的信用。特别地，加密数字签名算法使用户可以对数字资产或数字资产的交易进行签名。利用合理的架构，数字签名也能用于解决双重支付的问题。

20世纪80年代，密码学越来越为人所熟知，并得到了越来越广泛的应用，许多研究人员开始尝试使用密码学创建数字货币系统。这些早期的数字货币项目所发行的货币通常由国家法定货币或者贵金属进行“背书”。

虽然这些数字货币系统也能运行，但是它们是中心化的，很容易被政府或者黑客攻击。早期数字货币与传统银行系统一样，利用中央清算机构定时处理所有交易。不幸的是，这些数字货币系统大都成为政府担忧的目标，最终因诉讼失败而消失了。也有因为母公司突然破产清算而悲壮倒闭的。为了应对反对者（不管是合法政府还是罪恶因素）的干扰，防止单点攻击，都有必要引入一个去中心化的数字货币系统。比特币就是这样一个系统，当它被设计出来时就是完全去中心化的，不需要任何中央集权机构，也不需要可被攻击且容易崩溃的单一控制节点。

比特币是几十年来密码学和分布式系统研究的巅峰之作，它汇集了4个方面的创新，形成了一个单一的强大组合。比特币系统由以下部分组成。

●去中心化的点对点网络（比特币协议）。

●公共交易账本（区块链）。

●去中心化的基于数学的确定性的货币发行体系（分布式挖矿）。

●去中心化的交易验证系统（交易脚本）。