深入理解比特币的核心概念和原理

1、什么是比特币，它有什么特点？

P2P（点对点）形式的虚拟货币。 去中心化簿记系统；

去中心化：任何一个节点的权利和义务都是平等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点共同维护和管理；

公开透明：系统是公开的，除交易各方隐私信息加密外，区块链数据对所有人开放，任何人都可以通过开放接口查询区块链数据并开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

自我控制：人不能干涉，一半以上的人做决定； 区块链采用基于共识的规范和协议（比如一套公开透明的算法），使得整个系统中的所有节点都可以在去信任的环境中自由地进行数据的安全交换，变对“人”的信任为信任机器，任何人为干预都行不通。

信息不可篡改：信息一旦通过验证并加入区块链，将永久保存。 除非能同时控制系统中超过51%的节点，否则在单个节点上修改数据库是无效的。 因此，区 块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性：由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互不需要信任（区块链中的程序规则会自行判断该活动是否有效），因此交易对方无需公开对方身份派对。 信任对信用的积累很有帮助。

溯源：由于具有公开、透明、不可篡改的特点，每一笔交易信息都可以溯源！

2. 比特币原理

数据存储在网络节点中，例如在每台计算机中； 那么问题来了，数据在每台电脑里，谁拥有，数据被篡改了怎么办；

1.数据核实

假设有以下数据：

这些数据分别存储在王二、张三、李四、赵五的电脑中。 有人可能会篡改数据。 比如张三把余额改成了300。如何验证张三的数据是假的。

一种。 可以一一查看，也就是将王二、张三、李四、赵五的数据一一查看，你会发现张三电脑里的张三数据和数据不一样在别人的电脑里。 但是这样效率太低了（只有四条数据，如果有一百万条数据，效率就太低了）

b. 在介绍第二种之前，先了解Hash函数（类似于常用的MD5加密）

哈希函数：哈希（原始信息）=摘要信息

哈希函数的特点：

①同一个原始信息，用同一个哈希函数总能得到同一个摘要信息

② 原有信息稍有变动，汇总信息将有所不同

③不能从汇总信息中推导出原始信息

首先对张三的数据进行Hash加密比特币 app，假设Hash(数据)得到4564asdasdasd6ABA；

将李四、王二、赵五的数据加密得到789789attdghjfg7A比特币 app，对比汇总信息发现张三的数据不正确

这样对比汇总信息会比对比原始数据信息更有效率，进一步提高效率。

区块：序列号+时间戳+哈希值+交易记录

假设一个区块的Hash值为789789attdghjfg7A； 比如产生了一些交易，当一个新的区块形成的时候，满足Hash(789789attdghjfg7A, new transaction data) = 12323as4d56a4sdS，然后在比较的时候比较新的汇总信息，如果新的汇总信息正确，说明之前的帐户数据也正确。 在这种情况下，将形成链结构。 在这种情况下，只需要检查最后一个块的信息。 只要上一个区块的信息是正确的，就意味着前一个区块的信息是正确的，整个区块链的信息也是正确的。 这将提高效率。

2.所有权问题

一般的银行卡都有卡号和密码，账号和密码配对即可进行支付。 比特币账户相当于一个地址，密码就是私钥，支付是从一个地址到另一个地址。 而且地址和私钥是非对称关系，即：

哈希（哈希（乐趣（私钥）））=地址

fun 是一系列特定的算法。

如何交易：

第一步：对交易进行哈希处理得到交易摘要

散列(

'{"快速支付地址":"ahsuidhujkashduikhasidgh",

"收货地址": "asyduihiuqawherihiahdi",

“金额”：“1btc”}'

) = 456as4d646a5s4d66

第 2 步：使用私钥对摘要进行签名

Sign('交易摘要','私钥') = 签名信息

两步完成后，广播告诉周围节点我（支付地址）付给他（支付地址）1btc，签名为xxx...，周围节点收到后先验证

如果Verify(signature information, payer address) = 交易概要将被写入账本并继续广播给周围的节点； 否则，簿记将失败。

签名和验证是一个可逆的过程

Sign(交易摘要, 私钥) = 签名

Verify(signature, payment address) = 交易概要

比特币的安全性仅由私钥控制，不像银行里的钱，可以被银行冻结。

3. 为什么要记账？ （矿业）

记账：哈希打包过程，这个过程需要消耗资源，既然需要成本，为什么节点要参与记账呢？ 完成记账后会得到比特币奖励（这个奖励其实就是发行比特币的过程）。 既然有奖励，大家就会去记账，记账就会出现不一致的情况，所以就会有一个规则来限制大家的记账。 帐户。

规则：一段时间内只能有一个人预订成功；

通过解决密码学问题（即工作量证明）来竞争获得唯一的记账权

其他节点复制（第二步的结果）记账结果

工作证明：

Hash(最后一个Hash值，交易记录集合) = asdfasdasdad56161

如果是这种情况，您可以快速记账。 为了体现记账的难度，交易记录的值必须以n个0开头。

Hash(最后一个Hash值，交易记录集合，随机数) = 00000000000000000asdasda45456

就是不断改变随机数，得到n个0开头的记录值。

交易记录集：

在广播中收集未记录在分类帐中的交易

交易有效性验证

为自己的转账添加交易（挖矿奖励）

4、以谁的账本为准？ （共识机制）

第一个验证正确性的有优先记账权，可以打包区块，因此获得奖励。

如果两个节点同时完成工作量证明，使用谁的块？

仅识别累积工作量最大（最长链）的区块链

叉：

假设一个节点收到#3458B广播，验证成功，将形成一个新的区块，最长的将#3459B作为主链