比特币背后的技术机理

一，不得不提的中本聪

2008年10月中本聪Nakamoto发表了“比特币：对等电子现金系统”论文。 截至2017年5月，中本拥有约100万比特币。截至2017年12月，估计价值为150亿美元。

二，比特币论文

比特币：一个点对点的电子现金系统。 纯电子现金的对等版本将允许在线支付从一方直接发送到另一方，而无需通过金融机构。数字签名提供了解决方案的一部分，但如果仍需要可信赖的第三方来防止双重支出，则主要优势将会消失。我们提出了使用对等网络解决花问题的解决方案。网络通过将它们散列到正在进行的基于散列的工作证明链中来对事务进行时间戳记，形成无需重做工作证明就无法更改的记录。

三，比特币加密机制

一些现有的加密机制： 公私钥多重加密。 以及双重SHA-256加密。 签名及验证

四，比特币转账详解

我们将电子代币定义为数字签名链。 每个所有者通过数字签名前一个交易的散列和下一个所有者的公钥将硬币转移到下一个所有者的公钥并将其添加到硬币的末端。 收款人可以验证签名以验证所有链的权益人。这样形成一个转账记录链条，可以追溯到最初。

五，不得不解决的双花问题

该问题是收款人无法验证其中一个所有者没有在其他地方二次花费硬币。 一个常见的解决方案是引入一个值得信赖的中央权威机构，或者用矿工，来检查每笔交易的双重支出。

六，时间记录仪：时间戳服务器

我们结合hash技术，时间戳服务器通过对要被时间戳的项目块进行散列并广泛发布散列来工作。时间戳证明当时数据必须存在，显然是为了进入散列。 每个时间戳都在其散列中包含前一个时间戳，形成一个链，每个附加时间戳都会加强它之前的时间戳。这样形成了一个时间戳的链条。

七，比特币的共识机制：PoW

比特币使用的是共识机制PoW。 共识机制的详解请参考此文《[区块链]共识算法（POW,POS,DPOS,PBFT）介绍和心得》

其实这是一个可信的多数决策机制。 工作证明基本上是一个CPU一票。大多数决策都是由最长的证明链条来代表的，该链越长，则有最大的工作量证明。如果大部分CPU功率受到诚实节点的控制，那么诚实链将增长速度最快，超过任何竞争链。要修改一个过去的块，攻击者必须重做块的工作证明和之后的所有块，然后赶上并超越诚实节点的工作。

八，区块链网络及逻辑节点工作方式

主要方式是：节点始终认为最长的链是正确的，并将继续努力扩展它。如果两个节点同时广播下一个块的不同版本，则某些节点可能首先接收一个或另一个节点。 在这种情况下，他们会按照他们收到的第一个工作，但保存另一个分支以防变长。 当发现下一个工作证明并且一个分支变得更长时，该分支会停止; 其在另一个分支上工作的节点将切换到较长的节点。

以下是网络传播执行逻辑 1）新交易广播给所有节点。 
2）每个节点将新的事务收集到一个块中。 
4）当节点发现该工作的答案之时，它将该块广播给所有节点。 

5）只有当节点中的所有事务都有效且尚未使用时，节点才接受该节点。
 

6）节点通过在链中创建下一个块，使用接受块的散列作为前一个散列来表达他们对块的接受。

九，如何激励矿工进行挖矿来维护整体区块链网络？

按照惯例，块中的第一笔交易是一个特殊的交易，开始由该块的创建者拥有其一部分的代币奖励。自2008年开始，第一笔奖励是50个。目前经历了两次减半。目前是12.5个比特币。这增加了对节点支持网络的激励，并且提供了一种初始分配硬币进入流通的方式，因为没有中央机构来发行它们。持续增加一定数量的新硬币类似于黄金矿工花费资源为流通增加黄金。 在我们的情况下，这是耗费CPU时间和电力。

十，极客们口中常说的SPV究竟是啥？还有绕口的梅克尔树

用户只需要保留最长工作时间验证链的块头的副本，通过查询网络节点，他可以得到这个链，直到他确信他拥有最长的链。他无法为自己检查交易，但通过将其链接到链中的某个位置，他可以看到网络节点已接受该交易，并在进一步确认网络已接受之后添加了块。 主要结构如下：

简单一句话来说，SPV或者梅克尔树这些机理和结构保证了网络传播之时该节点确定找到最长的链，维持整个区块链共识的进行即可。（貌似还是很绕？）

十一，隐私？

传统的银行业务模式通过限制信息获取方与相关方以及可信赖的第三方来达到一定的隐私水平。比特币网络其交易开源所有交易的信息特性实现了信息可查可追溯，但隐私仍然可以可以通过在加密特性和公钥匿名等方式来保持。 这里加密货币的加密来保证了交易主体的隐私。但交易行为却无法隐藏，必须全网公开透明。

十二，所谓比特币的两难问题

随着采矿作业的复杂性增加 - 即使对于大型比特币采矿场，采矿利润也会下降或变为负值。 新的更快的采矿硬件出来之前，你几乎不能还清现有的采矿硬件。 一旦比特币价格停止增长或下降加上复杂性增加将促使矿工切换到不同的硬币挖掘或停止运营。随着矿工离开网络，网络的安全性会逐渐降低，51％的攻击可能性会更大。 或者不断增加的交易成本使得比特币不适用于微额付款。

十三，一些图表

最新的比特币挖矿难度（难度越来越大）

比特币市值图（投资有风险，波动超过股市）