比特币是如何工作的？

#比特币机器是如何工作的#

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。术语“加密货币”是指一组数字资产，其中的交易使用密码术(对数据进行编码和解码的科学实践)进行保护和验证。这些交易通常通过被称为区块链(见下文)的分布式账本技术存储在分布在世界各地的计算机上。

比特币可以被分成更小的单位，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大幅上涨了——，从不到一美分涨到了数万美元。当作为市场资产讨论时，比特币的股票代码是BTC。

在讨论加密货币时，经常会用到“去中心化”这个词。它只意味着广泛分布的事物，没有单一的、集中的位置或控制权。就比特币和许多其他加密货币而言，管理其创造、供应和安全的技术和基础设施并不依赖于银行和政府等中央集权实体来管理。

相反，比特币的设计方式是用户可以通过对等网络直接相互交换价值；一种网络类型，所有用户拥有相同的权力，中间不需要中心服务器或中介公司直接相互连接。这允许共享和存储数据，或者在各方之间无缝地发送和接收比特币支付。

比特币(大写“B”指的是网络和技术，小写“B”指的是实际货币，比特币)是完全开放的，这意味着世界上任何有互联网连接和设备的人都可以不受限制地连接到它并参与其中。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。

或许理解比特币最简单的方法就是把它想象成互联网货币。互联网是纯数字的，没有人拥有或控制它。它没有边界(意味着任何有电和设备的人都可以连接到它)。它全天候运行，使用它的人可以轻松地在他们之间共享数据。现在想象一下，如果有一种“互联网货币”，每个使用互联网的人都可以帮助保护它，发行它，并直接用它相互支付，而不涉及银行。这就是比特币的本质。

替代法定货币中本聪最初设计比特币是为了替代传统货币，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购买商品和服务。

然而，比特币的支付效用在一定程度上受到其价格波动的阻碍。波动性是一个用来描述资产价格在一段时间内变化程度的词。就比特币而言，它的价格每天都在剧烈变化，每分钟——甚至——，是一种不尽如人意的支付选择。例如，你不想为一杯咖啡支付3.50美元，5分钟后它就值4.30美元。相反，如果咖啡送完之后比特币价格大幅下跌，对商家来说就不太好了。

在许多方面，比特币的工作方式与传统货币相反：它不受央行控制或发行，有固定的供应(这意味着新的比特币不能随意创造)，其价格不可预测。理解这些差异是理解比特币的关键。

比特币是如何运作的？理解比特币有三个独立的组成部分是很重要的，所有这些组成部分结合起来创建了一个去中心化的支付系统：

网络比特币比特币网络的原生加密货币，名为比特币(BTC)比特币区块链比特币运行在对等网络上。用户3354通常是希望在网络上与他人交换比特币的个人或实体。3354不需要中介的帮助来执行和验证交易。用户可以选择将他们的电脑直接连接到网络上，下载他们的公共账本，其中记录了所有历史比特币交易。

这种公共账本使用了一种称为“区块链”的技术，也称为“分布式账本技术”。区块链技术允许加密货币交易以不可变和透明的方式进行验证、存储和排序。对于依赖于零信任的支付系统来说，不变性和透明性是至关重要的凭证。

每当新的交易被确认并添加到分类帐中时，网络将更新每个用户的分类帐副本以反映最新的变化。把它想象成一个开放的谷歌文档。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，比特币区块链是按时间顺序排列的一系列“块”3354，包含比特币交易数据的代码块。不过值得一提的是，验证交易和比特币挖矿是独立的过程。无论交易是否添加到区块链，采矿仍将发生。同样，比特币交易的爆炸式增长也不一定会提高矿商发现新区块的速度。

不管等待确认的交易量有多大，比特币的程序允许大约每10分钟就有新的区块加入区块链。

由于区块链的开放性，所有网络参与者都可以实时跟踪和评估比特币交易。这种基础设施降低了被称为双重支付的在线支付问题的可能性。当用户尝试两次消费同一种加密货币时，就会出现双花。

拥有1个比特币的鲍勃可能会尝试同时发送给Rishi和Eliza，并希望系统不会发现它。

传统的银行系统避免了重复支出，因为对账是由中央机构执行的。现金实物也不是问题，因为你不可能把同样的一美元钞票给两个人。

然而，比特币拥有数千份相同的账本，因此需要整个用户网络一致同意发生的每一笔比特币交易的有效性。当事人之间的这种一致被称为“共识”。

正如银行不断更新其用户的余额一样，每个拥有比特币总账副本的人都有责任确认和更新所有比特币持有者的余额。所以，问题来了：即使世界各地储存了无数份公共书籍，比特币网络如何确保达成共识？这是通过一个称为“工作负载认证”的过程来完成的。

工作量证明是什么？比特币网络中的计算机使用一种称为工作量证明(PoW)的过程来验证交易并保护网络。工作量被证明是比特币区块链的“共识机制”。

虽然工作负载证明是区块链上运行的加密货币的第一种也是最常见的共识机制，但还有其他——种，其中最值得注意的是公平证明(PoS)，它往往消耗更少的整体计算能力(因此也更少的能源)。

工作量认证将一些网络贡献者提升为“验证者”——的角色，通常称为“矿工”3354。只有在他们用大量的计算能力去发现新的区块来证明自己对网络的承诺之后，3354才是一个过程。这通常需要大约10分钟。

矿区

当发现一个新的区块时，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帐副本以反映新数据。作为对他们努力的回报，矿工被允许保留与他们增加的交易相关的任何费用，此外，他们还将获得一定数量的新挖掘的比特币。创造并交给成功矿工的新比特币被称为“区块奖励”。

所有比特币用户每次发送交易都必须支付一笔网络费用(通常基于交易的大小)，然后才能排队付款进行验证。就当是买邮票寄信吧。

增加交易费用的目的是达到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验证比特币网络时需要自己支付电费和维护费用，因此他们优先考虑附加成本最高的交易，以便在填充新块时尽可能多地赚钱。

你可以检查比特币内存池的平均成本，这可以比作一个等候室，未经确认的交易被保留在那里，直到它们被矿工选中并加入区块链。

比特币是怎么产生的？当矿工发现新的区块并将其添加到区块链时，比特币会自动将新铸造的比特币释放给他们。比特币的总供应量上限为2100万枚硬币，这意味着一旦流通中的硬币数量达到2100万枚，协议将停止铸造新的硬币。在某种程度上，比特币挖矿既是交易验证，也是比特币发行过程(在所有硬币被挖矿之前，它不会起到交易验证过程的作用。)

重要的是，增加专用于比特币挖掘的计算能力并不意味着挖掘更多的比特币。拥有更多计算能力的矿工只会增加他们赢得下一个区块奖励的机会，因此开采的比特币数量在一段时间内保持相对稳定。

比特币使用一种称为“比特币减半”的硬币分配策略，以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，其想法将有助于支撑资产价格(基于供求的基本原理。)

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。当比特币协议在2009年首次推出时，每个成功的矿工都会获得50个比特币(BTC)作为集体奖励。快进到2021年：如今，比特币的块价是6.25 BTC，而在2020年5月，12.5 BTC之前的比特币价格已经减半。

下一次减半预计将发生在2024年的某个时候，区块报酬将再次降至3.125 BTC。这个过程会一直持续，直到没有更多的硬币可供开采。

今天，流通中的BTC超过1870万，这意味着只剩下225万BTC进入流通。不过，考虑到对半原则和其他网络因素，比如开采难度，估计最后一个比特币会在2140年左右的某个时候开采出来。