什麼是比特幣？ 白皮書初學者指南

什麼是BTC和它是如何工作的？

比特幣的話題就像你想做的一樣深。 簡而言之，比特幣是一種點對點電子現金系統，使用公共分類賬，“工作量證明”共識演算法和私鑰加密。 如果這對您來說足夠了，並且齒輪正在移動，那麼您可以停止閱讀並開始使用它。 如果沒有，我們將更深入地研究它為什麼存在，以及它如何永遠改變世界的金融格局。 您想瞭解更多嗎？

誰創造了比特幣？

中本聰

比特幣沒有官方的創造者，只有一個化名。 雖然 白皮書 是由一個自稱 中本聰（Satoshi Nakamoto）的人撰寫的，但官方並未證實這個筆名代表誰。 只有猜測，是 亞當·巴克嗎？ 哈爾·芬尼？ 克雷格·賴特？

由於我們無法真正說出是誰製作的，我們至少可以嘗試理解它。 為了理解比特幣作為一種技術是如何形成的，以及它如何改變金融的運作方式，重要的是要簡要瞭解各種數學家和計算機科學家的計算問題解決方案的進展。

拜占庭將軍問題

拜占庭將軍問題是分散式計算問題的一個抽象概念，其中資訊需要不受干擾地穿過敵對環境才能正常運行。

這個比喻是忠誠的將軍圍繞著一個敵對城市，他們必須就是進攻還是撤退達成共識;需要達成共識，否則圍攻肯定會失敗。 問題在於，有叛徒將軍試圖向誠實的將軍傳播惡意資訊，目的是分裂共識並挫敗攻擊。 因此，它與計算機網路一起使用。

關於比特幣，這個問題被用來找到一種方法，以確保誠實的節點在敵對節點的環境中就交易的公共分類賬達成協定。 更實用的解決方案之一是使用加密技術發送加密消息。

公鑰加密

雖然這個問題可以使用多種形式的加密來解決，但使用公鑰/私鑰對將成為永遠改變金融格局的催化劑。

基本思想是生成一對金鑰，一個私鑰和一個從私鑰派生的公鑰。 您猜對了，私鑰將保持私密，而公鑰則公開廣播供任何人使用。 有許多方法可以使用公鑰來驗證消息的擁有權或合法性，但無法從公鑰中找到私鑰。

關於加密貨幣，私鑰用於簽名（創建哈希）交易，其中用於驗證簽名與私鑰連結的公鑰不會洩露公鑰。

亞當·巴克的哈什卡什

1997年，Adam Back向Cypherpunks消息組宣佈了他的 Hashcash 軟體包，作為對電子郵件垃圾郵件和後來的拒絕服務攻擊的對策。 這個想法是創建一個協定，其中電子郵件寄件人必須創建需要一定數量的計算能力支出的電子郵件哈希。

此哈希需要相對難以創建，但易於解密，以提供寄件人的寄件者證明或工作量證明。 對於日常用戶來說，這意味著電子郵件的延遲時間可以忽略不計，但對於其商業模式要求每分鐘發送一萬封電子郵件的電子郵件垃圾郵件發送者來說，這將是昂貴的。

這些都是對複雜問題的非常簡短的解釋，我建議你開始進一步閱讀，瞭解這些里程碑的重要性。 但就目前而言，在學習密碼學作為金融工具時，瞭解這些概念非常重要。

比特幣如何運作？

雖然目前獲得單個比特幣的市場價格似乎令人生畏（比特幣目前約為24K美元），但您可以放心，可以使用稱為“satoshis”的比特幣面額來完成業務。 比特幣中有一億個satoshis，就像一美元一百美分一樣。 但貨幣只是比特幣網路中的一個記帳單位。 網路的繁重工作是在引擎蓋下完成的，並且遠離一般使用者。

交易

比特幣網路依賴於連接加密技術的規則，以安全地在錢包和塊之間進行通信以保存數據（UTXO），並依靠節點來激勵礦工的誠實。 本概述不會提供完整的技術解釋，但我們可以從兩個關鍵概念的簡要概述開始。

UTXO的簡要說明

對比特幣使用的 未花費交易輸出（UTXO） 模型有一個粗略的瞭解是至關重要的，而不是其他網路使用的帳戶模型。

出於我們的教育目的，UTXO通常可以被描述為類似於使用法定現金的現金/兌換系統：

1. 1. 我有一個 2 個 BTC 的 UTXO，我想將 1 個 BTC 發送到 Bob 的錢包。
2. 2.整個2 BTC UTXO以及與之相關的資訊作為交易包含在內，解鎖並分成兩個1 BTC UTXO。
3. 3.然後，我的關鍵資訊將附加到其中一個UTXO，而Bob的關鍵資訊將附加到另一個UTXO。
4. 4.每個UTXO都被鎖定，現在與交易中的相應錢包相關聯。 我們現在每個人都有一個1 BTC的UTXO。

這些步驟被收集並存儲在區塊鏈上由礦工創建的區塊中。 這是一個簡單的解釋，但將説明您更好地將比特幣網路的功能和局限性情境化。

區塊鏈：公共分類賬

點對點現金系統的核心概念是信任，或缺乏信任。 有效的貨幣系統採用第三方（信託或銀行）來確保交易的準確核算以及欺詐的檢測。

中本聰認為，這個新網路必須使用加密證明而不是信任才能使點對點交易正常工作。 同行還需要一個單一的事實來源來達成一致，並且使用區塊鏈來解決這些變數。 網路上的每個節點都將擁有帳戶記錄的副本，這將作為網路和為其挖掘區塊的礦工的真實點。

有關區塊鏈的更多資訊

區塊鏈並不是一個新概念，它只是一個不可變的數字分類賬，由包含交易（數據）的區塊組成。 不變性是指區塊鏈的屬性，其中塊只能添加，不能刪除或更改。 每個新區塊都將使用前一個區塊的哈希值來強制執行分類帳的不可變屬性，從而使網路可以輕鬆驗證每個哈希值，但重新創建每個哈希值非常困難。

在鏈中檢測到的任何變化都會使數據無效，因為它與分佈在整個網路中的記錄不匹配。 但是，網路如何知道哪些哈希值要記錄為事實呢？

比特幣從何而來？

有兩種方法可以獲得比特幣：您可以從像AscendEX這樣的交易所用法定貨幣購買比特幣，或者你可以提供服務以換取比特幣。 要回答它來自哪裡的問題，您將不得不採用第二種方法，但不是向客戶提供服務，而是您的客戶將是網路。

工作量證明和比特幣挖礦

我們簡要介紹了比特幣軟體的一些關鍵機制，如UTXO，區塊鏈和公鑰加密。 現在我們可以安全地解釋區塊挖掘和工作量證明的目的。

比特幣礦工是消耗能量和計算能力以在區塊鏈上找到區塊的下一個哈希值的節點。 這些計算機每秒執行數千次計算，直到找到匹配的哈希。 然後，礦工收集“coinbase”交易作為其獎勵，並繼續尋找下一個區塊。 然後，網路的其餘部分更新他們的分類帳副本並將其廣播到網路的其餘部分。

注意： 簡單地挖掘一個區塊並不能保證礦工的成功，哈希值需要與鏈中找到的下一個區塊一致。 誠實節點只會引用區塊鏈的最長副本。

工作量證明作為一個概念，自從它被創建用於Hashcash以來並沒有太大變化。 這個想法是要求以計算能力的形式消耗能量，以表明一段時間已經過去了，工作已經完成。 它是在網路上表示線性時間的少數方法之一，因為計算機需要時間來計算解決比特幣中使用的哈希（SHA-256）所需的演算法。

數學/設計工作使得礦工每大約10分鐘就會找到一個哈希值，這取決於網路為回應正在發生的挖礦量而設置的難度。 網路上的礦工越多，難度就越高。

最大供應量和獎勵減半

你會遇到的主要賣點之一是比特幣穩定的通貨膨脹計劃。 到2140年左右完成時程表時，將只有2100萬比特幣在流通。 在此期間，比特幣礦工將繼續收集他們的區塊創建獎勵交易，獎勵將大約每四年減半，即約210，000個區塊。

關於區塊開採的說明

顯而易見的問題是：為什麼有人不做自己的區塊鏈來欺騙網路呢？ 這就是所謂的對網路的“攻擊”。 它需要大量的能量，占網路計算能力的51%，來挖掘一個合法的區塊，並且需要更多的能量來挖掘一個非法區塊，然後匹配區塊鏈哈希值以適應這個假區塊。 在這個網路上誠實行事比試圖顛覆它更有利可圖。

這個想法仍然是使創建哈希比驗證哈希變得非常困難。

簡單易學，難掌握

比特幣網路的使用者交互並不是那麼複雜，只是普通用戶從未在日常交易中使用密碼學。 複雜性來自為混淆金融交易的無擔保方面而添加的額外步驟。

理解上面的關鍵概念並不意味著讓你掌握這個主題，而只是為了給你一個工具來更深入地挖掘像比特幣這樣的複雜主題。 有經濟學，哲學，工作量證明的能源使用辯論，硬分叉，助記詞安全等等。 更多關於那些即將到來！