什么是比特币?比特币是如何运作的?

什么是比特币?

什么是比特币

2008年,一位名叫中本聪的化名程序员发表了一份9页的文件,概述了一种新的去中心化数字货币,称之为比特币。

比特币是世界上第一个成功的去中心化加密货币和支付系统,由一位名叫中本聪的神秘创造者于2009年推出。“加密货币”一词是指一组数字资产,其中的交易使用密码学(一种编码和解码数据的科学实践)进行保护和验证。这些交易通常通过称为区块链的分布式账本技术存储在分布在世界各地的计算机上。

比特币可以分成更小的单位,称为“satoshis”(最多 8 位小数)并用于支付,但它也被认为是一种像黄金一样的价值储存手段。这是因为单个比特币的价格自诞生以来已经大幅上涨——从不到一美分到数万美元,当作为市场资产讨论时,比特币由股票代码BTC表示。

比特币是一种数字货币,其运作不受任何中央控制或银行或政府的监督,比特币更多依赖的是密码学和区块链技术。

公共分类帐记录所有比特币交易,副本保存在世界各地的服务器上。任何拥有备用计算机的人都可以设置其中一台服务器,称为节点。通过这些节点以加密方式达成谁拥有哪些硬币的共识,而不是依赖像银行这样的中央信任。

相反,比特币的设计方式是用户可以通过点对点网络直接相互交换价值;一种网络类型,其中所有用户拥有同等权力,并且无需中央服务器或中介公司在中间直接相互连接。这允许共享和存储数据,或者在各方之间无缝发送和接收比特币支付。

比特币网络(大写“B”,指的是网络和技术,小写的“b”指的是实际货币,比特币)是完全公开的,这意味着世界上任何拥有互联网连接和设备的人都可以连接到它可以无限制地参与。它也是开源的,这意味着任何人都可以查看或共享构建比特币的源代码。

也许理解比特币最简单的方法就是把它想象成互联网的钱。互联网是纯数字化的,没有一个人拥有或控制它,它是无国界的(意味着任何有电和设备的人都可以连接到它),它 24/7 全天候运行,使用它的人可以轻松地在彼​​此之间共享数据。现在想象一下,如果有一种“互联网货币”,使用互联网的每个人都可以帮助保护它、发行它并直接用它相互支付,而无需涉及银行。这就是比特币的本质。

每笔交易都公开广播到网络并在节点之间共享。每十分钟左右,这些交易被矿工收集到一个称为区块的组中,并永久添加到区块链中,这是比特币的权威账簿。

与将传统硬币保存在物理钱包中的方式大致相同,虚拟货币保存在数字钱包中,可以从客户端软件或一系列在线和硬件工具访问。

比特币目前可以细分为七位小数:比特币的千分之一称为毫,比特币的一亿分之一称为聪。

事实上,没有比特币或钱包之类的东西,只是网络之间关于硬币所有权的协议,在进行交易时,私钥用于向网络证明资金的所有权,一个人可以简单地记住他们的私钥,不需要其他任何东西来检索或花费他们的虚拟现金。

比特币初期想法是:法定货币的替代品

中本聪最初将比特币设计为传统货币的替代品,其目标是最终成为全球公认的法定货币,以便人们可以使用它来购买商品和服务。

然而,比特币的支付效用在某种程度上受到其价格波动的阻碍,波动率是一个用来描述资产价格在一段时间内变化多少的词。就比特币而言,它的价格每天都会发生巨大变化——甚至是每分钟——使其成为不太理想的支付选择。例如,您不想为一杯咖啡支付3.50美元,而5分钟后它价值4.30美元。相反,如果比特币的价格在咖啡交付后急剧下跌,对商家来说也不是很好。

在许多方面,比特币的运作方式与传统货币相反:它不受中央银行的控制或发行,它有固定的供应量(这意味着不能随意创造新的比特币)并且它的价格是不可预测的。理解这些差异是理解比特币的关键。

比特币的特点

去中心化

在比特币网络里,发行和交易都不需要中心化机构的介入,由计算机自动执行。这是一种由多方平等维护的组织运作方式,在比特币网络中,所有参与者都是权力平等的独立个体,没有任何一个参与者掌握话语权,或者可以影响其他参与者的决定。任何参与者的进入或离开,对其他参与者或整个系统都不会产生影响。

公开透明、不可篡改

链上关于比特币的任何交易行为都是透明可查,且这些交易数据无法被篡改。不过虽然交易是公开透明和可追溯的,但是交易者身份是匿名的,我们无法通过链上的地址获取到交易者现实生活中对应的身份。

全球流通

比特币交易无国界限制,在全球范围内均可流通,通过互联网,世界上的任何一个节点都可以进行比特币交易。

总量恒定

比特币的总量是恒定的,为2100万枚,比特币网络每10分钟释放出一定数量的比特币,预计将在2140年会被全部挖完。总量恒定的特性赋予了比特币更多的投资价值和投资空间,而经过漫长的历史进程,很多比特币永远丢失在历史的洪流中,这也增加了比特币的稀缺属性。

减半机制

比特币减半指的是每4年其产量减半,意味着在同样算力的情况下,每个区块奖励的比特币数量将减少一半。比特币诞生至今,已经先后完成了三次减半,区块奖励从50枚比特币降低到了如今的6.25枚。

比特币如何运作?

重要的是要了解比特币有三个独立的组成部分,所有这些组成部分结合在一起以创建去中心化支付系统:

  • 比特币网络
  • 比特币网络的原生加密货币,称为比特币 (BTC)
  • 比特币区块链

比特币在点对点网络上运行,用户——通常是想要与网络上的其他人交换比特币的个人或实体——不需要中介机构的帮助来执行和验证交易。用户可以选择将他们的计算机直接连接到该网络并下载其公共分类帐,其中记录了所有历史比特币交易。

该公共账本使用一种称为“区块链”的技术,也称为“分布式账本技术”。区块链技术允许以不可变、透明的方式验证、存储和订购加密货币交易。对于依赖零信任的支付系统来说,不变性和透明度是至关重要的凭证。

每当确认新交易并将其添加到分类帐时,网络都会更新每个用户的分类帐副本以反映最新更改。把它想象成一个打开的Google文档,当任何有访问权限的人编辑它的内容时,它会自动更新。

顾名思义,比特币区块链是一串按时间顺序排列的“区块”——包含比特币交易数据的代码块。然而,值得一提的是,验证交易和比特币挖掘是独立的过程。无论交易是否添加到区块链中,挖矿仍然会发生。同样,比特币交易的爆炸式增长并不一定会提高矿工发现新区块的速度。

无论等待确认的交易量有多大,比特币都被编程为允许大约每10分钟一次将新块添加到区块链中。

由于区块链的公开性,所有网络参与者都可以实时跟踪和评估比特币交易,这种基础设施减少了称为双重支付的在线支付问题的可能性,当用户尝试两次花费相同的加密货币时,就会发生双花。

拥有1个比特币的Bob可能会尝试同时将其发送给Rishi和Eliza,并希望系统不会发现它。

传统银行系统避免了双重支出,因为对账是由中央机构执行的。实物现金也不是问题,因为您不能将同一张美元钞票交给两个人。

然而,比特币拥有相同分类账的数千份副本,因此它需要整个用户网络一致同意发生的每笔比特币交易的有效性。各方之间的这种协议就是所谓的“共识”。

正如银行不断更新其用户的余额一样,拥有比特币分类账副本的每个人都有责任确认和更新所有比特币持有者的余额。那么,问题是:即使世界各地存储了无数的公共账本副本,比特币网络如何确保达成共识?这是通过称为“工作量证明”的过程完成的。

什么是比特币工作量证明?

比特币网络中的计算机使用称为工作量证明(PoW) 的过程来验证交易并保护网络。工作量证明是比特币区块链的“共识机制”。

虽然工作量证明是第一个并且通常是在区块链上运行的加密货币的最常见的共识机制类型,但还有其他的——最显着的是权益证明(PoS),它往往消耗较少的整体计算能力(因此能量更少)。

比特币矿场

工作量证明将某些网络贡献者提升为“验证者”的角色——通常被称为“矿工”——只有在他们通过将大量计算能力用于发现新区块来证明他们对网络的承诺之后——一个过程这通常需要大约 10 分钟。

当发现一个新块时,通过挖掘过程找到它的成功矿工可以用价值 1 兆字节的验证交易来填充它。然后将这个新块添加到链中,并更新每个人的分类账副本以反映新数据。作为他们的努力的回报,矿工被允许保留与他们添加的交易相关的任何费用,此外他们还会获得一定数量的新挖出的比特币。创建并交给成功矿工的新比特币被称为“区块奖励”。

所有比特币用户在每次发送交易时都必须支付网络费用(通常基于交易的大小),然后才能将付款排队等待验证。把它想象成买一张邮票来寄信。

添加交易费用的目标是匹配或超过其他网络参与者支付的平均费用,以便及时处理您的交易。矿工在整天运行机器以验证比特币网络时,必须支付自己的电力和维护费用,因此他们优先考虑附加费用最高的交易,以便在填充新区块时尽可能多地赚钱。

你可以查看比特币内存池的平均费用,这可以比作一个等候室,在那里未经确认的交易被保留,直到它们被矿工选择并添加到区块链中。

比特币是如何产生的?

比特币网络会在矿工发现新区块并将新区块添加到区块链时自动向他们释放新铸造的比特币。比特币的总供应量有 2100 万枚硬币的上限,这意味着一旦流通的硬币数量达到 2100 万枚,该协议将停止铸造新硬币。在某种程度上,比特币挖矿兼作交易验证和比特币发行过程(直到所有硬币都被挖掘出来,它才会起到交易验证过程的作用。)

重要的是,增加专用于比特币开采的计算能力并不意味着开采更多的比特币。拥有更多计算能力的矿工只会增加他们获得下一个区块奖励的机会,因此开采的比特币数量随着时间的推移保持相对稳定。

比特币网络使用一种称为“比特币减半”的硬币分配策略,确保分配给矿工的比特币数量随着时间的推移而减少。通过逐渐减少进入流通的新比特币的供应,其想法是将有助于支撑资产的价格(基于供求的基本原则。)

比特币减半(有时称为“减半”)每 210,000 个区块或大约四年发生一次。当比特币协议于 2009 年首次推出时,每个成功的矿工都会收到 50 个比特币 (BTC) 作为区块奖励。快进到2021:块的奖励现在6.25 BTC,一个减少12.5 BTC之前的2020年5月的比特币减半。

下一次减半预计将在 2024 年的某个时候发生,并且区块奖励将再次下降至 3.125 BTC。这个过程将一直持续到最终没有更多的硬币可供开采。

今天,有超过 1870 万个 BTC 正在流通,这意味着只剩下 225 万个 BTC 可以进入流通。但是,考虑到减半原理和其他网络因素,例如挖矿难度,估计最后一个比特币将在 2140 年左右的某个时间被开采。

什么是比特币钱包?

比特币钱包是一种在计算机或专用设备上运行的软件程序,可提供保护、发送和接收比特币所需的功能。与直觉相反,比特币本身并不存储在钱包中。相反,钱包保护加密密钥——本质上是一种非常专业的密码——证明比特币网络上特定数量比特币的所有权。

每当执行比特币交易时,比特币的所有权就会从发送者转移到接收者,网络将接收者的密钥指定为访问比特币的新“密码”。

比特币使用一种称为公钥密码学 (PKC) 的系统来保持其区块链的完整性。PKC 最初用于加密和解密消息,现在通常用于区块链以保护交易。该系统只允许拥有正确密钥集的个人访问特定的硬币。

拥有和执行比特币交易需要两种类型的密钥:私钥和公钥。两个密钥都是随机生成的字母数字字符串,用于加密和解密交易。在比特币网络上,PKC 实现了单向数学函数,这些函数很容易用一种方法解决,几乎不可能逆转。

区块链使用单向数学算法从私钥创建公钥。有了这个,实际上不可能从公钥重新生成私钥,这意味着您最好不要丢失您的密钥(或忘记访问它们的密码)。此外,您将收到一个公共地址,它只是您的公钥的散列或较短形式。

该地址的功能类似于房屋地址,并共享以接收比特币。另一方面,必须将私钥隐藏起来以免被窥探,就像您的借记卡的 PIN 码仅供您查看一样。

要执行交易,您需要使用您的私钥和公钥来加密和签署您的比特币交易。此外,您必须包括收件人的公共地址。有了这个,只有拥有正确私钥的接收者才能解锁或领取转移的比特币。

比特币可以兑换成现金吗?

比特币可以像任何资产一样兑换现金。人们可以在网上进行许多加密货币交易所进行交易,交易也可以亲自进行或通过任何通信平台进行,即使是小型企业也可以接受比特币。比特币没有内置的官方机制来转换为另一种货币。

没有任何内在价值支撑比特币网络,但对于自脱离金本位制以来世界上许多最稳定的国家货币而言,情况也是如此,例如美元和英镑。

比特币的目的是什么?

比特币是作为人们通过互联网汇款的一种方式而创建的,数字货币旨在提供一种替代支付系统,该系统无需中心化的组织即可运行,但可以像传统货币一样使用。

比特币安全吗?

比特币背后的密码学基于美国国家安全局设计的SHA-256算法。出于所有意图和目的,破解这一点是不可能的,因为需要测试的可能私钥(22 56)比宇宙中的原子数(估计在 10 78到 10 82之间)还要多。

比特币交易所被黑客入侵和资金被盗的事件已经发生了几起备受瞩目的案例,但这些被盗的比特币和其他数字货币都是在交易所中储存的,被黑客攻击的其实是传统网络而不是比特币网络。

从理论上讲,如果攻击者可以控制现有所有比特币节点算力的一半以上,那么他们就可以达成区块链共识,即他们拥有所有比特币,并将其嵌入到区块链中,但是随着节点数量的增加,这需要巨大的算力成本且不现实。

一个现实的问题是比特币在没有任何中央权威的情况下运作。正因为如此,任何人在钱包上的交易出错时都没有追索权。如果您不小心将比特币发送给错误的人或丢失了密码,则不可能在召回,所以请保护好自己的密码。

当然,实用量子计算的最终到来可能会打破这一切。许多密码学依赖于当前计算机极难完成的数学计算,但量子计算机的工作方式非常不同,可能能够在几分之一秒内解决这些难题,当然包括比特币的算法,但比特币的网络是在不停的根据外部环境来迭代的,当量子计算机来临时,抗量子计算机的算法也会来临。

什么是比特币挖矿?

比特币挖矿

挖矿是维护比特币网络的过程,也是新币如何诞生的过程。

所有交易都在网络上公开广播,矿工通过完成极难生成但很容易验证的加密计算,将大量交易捆绑到块中,解密下一个区块的第一个矿工将其广播到网络,如果证明是正确的,则会将其添加到区块链中。然后该矿工将获得一定数量的新创建的比特币作为奖励。

比特币的数量硬性限制是2100万个,永远不会有更多的存在,其数量由于挖矿难度的不断增加,也永远的不会超过2100万枚。大约每四年,比特币软件通过减少比特币的产出使比特币挖矿难度增加一倍。

当比特币首次推出时,甚至可以使用一台基本的计算机立即开采一枚硬币。现在它需要装满强大设备的房间,通常是擅长计算的高端显卡,再加上波动的比特币价格,有时会使挖矿成本超过其价值。

矿工还选择将哪些交易捆绑到一个区块中,因此发送者会添加不同数量的费用作为激励。一旦所有硬币都被开采,这些费用将继续作为继续开采的动力。但这是必需的,因为它提供了比特币网络的基础设施。

谁发明了比特币?

2008 年,一个叫中本聪的人发布了一份名为Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System的学术白皮书。它阐述了不受任何组织或政府控制的数字货币系统的理论和设计。

作者中本聪写道:“传统货币的根本问题是让它发挥作用所需的所有信任,必须相信中央银行不会使货币贬值,但法定货币的历史充满了对这种信任的破坏。”

第二年,论文中描述的软件完成并公开发布,于 2009年1月9日启动了比特币网络。

直到2010年中本聪退出该项目,Nakamoto继续与不同的开发人员一起致力于该项目。时至今日中本聪的真实身份从未被揭露,他们也多年未公开表态。

现在该软件是开源的,这意味着任何人都可以免费查看、使用或贡献代码。许多公司和组织致力于改进软件,包括麻省理工学院。

比特币存在哪些问题?

比特币消耗大量能源

比特币受到了一些批评,包括采矿系统非常耗能。剑桥大学有一个在线计算器来跟踪能源消耗,到2021年初,根据研究人员的说法,比特币每年消耗约121.36太瓦时(TWh),它所使用的能源足以供剑桥大学运作约700年,或者为英国所有的水壶提供27年的电力。

比特币被利用与犯罪

加密货币也被认为参与了犯罪,有评论家指出它是使黑市交易的完美方式。实际上,几个世纪以来,现金一直提供这种功能,而比特币的公共账本实际上可能是执法的工具。

比特币的高波动性

比特币的设计初衷是替代法定货币成为稳定资产,但由于比特币的炒作,这样的高波动性并不利于人们的交易和在生活中使用,逐渐成为炒作的焦点。

 

原创文章,作者:比特币阿虎,如若转载,请注明出处:https://chainbaike.cn/what-bitcoin.html

发表评论

登录后才能评论