摘要：也就是說，比特幣是一個完全出于社區(qū)共識的貨幣。所謂全稱為，它是比特幣交易的基本單位。根據(jù)比特幣的協(xié)議，一個區(qū)塊的大小是而一筆交易大概是，因此一個區(qū)塊大概可以包含筆交易。

比特幣誕生于 2008 年，一個網(wǎng)名為中本聰的人，提出了一個設(shè)想：

創(chuàng)造一種不受政府或任何組織控制的貨幣

比特幣的本質(zhì)就是一串?dāng)?shù)字，沒有任何資產(chǎn)支持（現(xiàn)行貨幣背后都是國家或銀行提供資產(chǎn)支持）。也就是說，比特幣是一個完全出于社區(qū)共識的貨幣。

wikipedia 上對貨幣的定義為：

貨幣，稱錢財，是人們?yōu)樘岣呓灰仔б?，對一種媒介達(dá)成的共識。

我們現(xiàn)在正在使用的紙幣，其實可以看成是共識的實體代表。如果沒有紙幣，貨幣仍然是成立的，比如銀行賬戶里的錢。

基于這個定義，任何一個事物，不管是實體的還是虛擬的，只要在大家的共識中，它是有價值的，那么就可以當(dāng)做貨幣來使用，比特幣正是這樣一種事物。

而且相較于銀行賬戶里的貨幣，比特幣的數(shù)據(jù)全部存放在區(qū)塊鏈上，更不容易被破壞。

貨幣的運行主要是通過交易，也就是貨幣從 A 到 B 這樣一個過程。比特幣也不例外，不過比特幣的交易并不是手遞手的傳遞，而是通過從 A 的比特幣地址到 B 的比特幣地址來完成的。

對于比特幣來說，并不存在人這個概念，比特幣都是從地址到地址的。另外，我們上面說過，比特幣的所有數(shù)據(jù)都是存在區(qū)塊鏈上的，所有數(shù)據(jù)都是公開的，所以想要查到某個地址有多少比特幣，是非常容易的。

看起來好像是所有的信息都被暴露了，但是有一點非常關(guān)鍵的是，沒有人知道地址背后的人到底是誰，這為比特幣提供了非常好的匿名性。

上面一直在強(qiáng)調(diào)地址這個東西，比特幣地址的基礎(chǔ)是非對稱加密算法。

那么什么又是非對稱加密算法呢？

舉個簡單的例子，在諜戰(zhàn)劇中，我們?？吹接刑毓そ孬@敵人的電報信號，但是出于安全性考慮，這些電報的內(nèi)容其實都是加密過的。通常情況下是有個密碼本，發(fā)送方和接收方各執(zhí)一份，這就叫做對稱加密。

內(nèi)容先加密再發(fā)送，接收方收到消息后，先解密再閱讀。

但是這樣的方式有個嚴(yán)重的缺點，就是加密規(guī)則（密碼本）一旦泄露或者被破譯，那么發(fā)送的內(nèi)容就跟不加密沒有區(qū)別了。

為了解決這個問題，1970年，有兩個美國科學(xué)家提出了一種被稱作Diffie–Hellman key exchange的算法。

使加密和解密可以使用不同的規(guī)則，從而也就避免了密碼本失竊之后導(dǎo)致的安全問題，這種加密方式，就被稱為非對稱加密。

在非對稱加密中，基本就是執(zhí)行了這樣幾個步驟：

A 生成了兩把密鑰（公鑰/私鑰），A 把公鑰發(fā)送給 B

B 獲得了 A 的公鑰，同時用公鑰對信息進(jìn)行加密，并把加密后的信息發(fā)送給 A

A 收到了加密后的信息，然后用私鑰解密，獲得真正的內(nèi)容

在這個過程中，如果 A 的私鑰不被泄露的話，那么用 A 的公鑰加密的信息，只有 A 才能夠解開，從而保證了安全性。

說了半天加密，那么加密是為了什么呢？答案就是為了錢包/地址。

比特幣錢包其實就是一個存儲公鑰/私鑰的地方。

通常，會生成一個 256 位的私鑰；和一個 512 位的公鑰（與其他加密系統(tǒng)不同的是，比特幣錢包中的公鑰，直到第一次交易時，才會被公開）。

因為 512 位的公鑰實在是太長了，所以會再生成一個比特幣錢包的地址，用來做交易。首先會通過 SHA-256和 RIPEMD 算法將公鑰變成一個 160 位的 hash 值，這個 hash 值也被稱為指紋；但是 160 位還是太長，接下來會通過一個 Base58Check 的方法，將這個 160 位的 hash 編碼成一個長度為 26 ~ 35 的 base58 字符串，這個字符串就是比特幣錢包的地址。

接著，會根據(jù)私鑰，再通過 Base58Check方法，生成一個較短的 base58 格式的字符串，這個字符串被稱作 Wallet Interchange Format(WIF)。

到最后，我們一共得到了三種不同的 key，分別是

兩個密鑰

256 位的私鑰

512 位的公鑰

一個 160 位的公鑰的 hash

較短的 base58 格式的兩個字符串

錢包地址

錢包交換格式(WIF)

流程和關(guān)系可以看下面這個圖，會更清晰一些：

比特幣的交易流程整體看起來非常簡單，一共分為以下幾個步驟

A 向 B 發(fā)起轉(zhuǎn)賬

根據(jù)比特幣協(xié)議, 驗證這筆交易是否可行

如果可行, 由礦工將交易信息打包, 寫到區(qū)塊鏈上

寫入成功, 即代表交易成功

但是跟通常情況下，銀行賬號間的轉(zhuǎn)賬交易不同，比特幣的交易本身不存在賬戶這樣一個概念，A 向 B 轉(zhuǎn)賬，比特幣并不真正落入 B 的某個賬戶中，而只是標(biāo)記了 B 擁有將這部分比特幣轉(zhuǎn)出的權(quán)利。

下面這個圖記錄了 3 個比特幣交易的數(shù)據(jù)：

可以看到的 Transaction A 和 Transaction B 分別轉(zhuǎn)了 0.005btc 和 0.003btc 到了 Transaction C, 之后 Transaction C 又分別轉(zhuǎn)出了 0.003btc 和 0.004btc。剩下的 0.001 btc，就作為礦工的費用，歸礦工所有了。

在比特幣交易的過程中，因為記錄的是交易本身，所以有一個原則就是每筆交易的 input 總和 一定要等于 output總和。

假設(shè)一筆交易收到了 100btc，但是真正想轉(zhuǎn)出去的只有 1btc，但是根據(jù)上面的原則，這筆交易的 output 總和一定要是 100btc，解決辦法就是將剩下的 99btc 再做一個 output 轉(zhuǎn)回到自己的錢包地址。

我們隨便找個比特幣交易記錄看下

輸入和輸入是一致的。

交易過程中，會存在找零的問題，比如上面我們講到：

假設(shè)一筆交易收到了 100btc，但是真正想轉(zhuǎn)出去的只有 1btc，但是根據(jù)上面的原則，這筆交易的 output 總和一定要是 100btc，解決辦法就是將剩下的 99btc 再做一個 output 轉(zhuǎn)回到自己的錢包地址。

這個動作就稱為找零。

在真實的比特幣世界中，通常情況下，找零是會返回到一個新的地址上，而不是原地址。這么做的主要原因有兩個：

首先，如果一筆交易存在找零，那么在查看交易記錄時，并不會標(biāo)記出哪個是目標(biāo)地址，哪個是找零地址，所以也就是說難以猜到交易的真正對象。

其次，因為在交易過程中，轉(zhuǎn)出方公布了自己的公鑰，雖然以現(xiàn)在的計算機(jī)的算力很難通過公鑰反推出私鑰，但是并不代表未來也不能反推。所以每次找零都返回到一個新的地址，相當(dāng)于把剩下的資產(chǎn)做了轉(zhuǎn)移，從而隱藏了公鑰。

所謂 UTXO 全稱為 Unspent Transaction Output，它是比特幣交易的基本單位。

UTXO 是不能再分割、被所有者鎖住的或記錄與區(qū)塊鏈中的并被整個網(wǎng)絡(luò)識別成或單位的一定量的比特幣。(原文見這里)

比較通俗的講，一次交易中的 output，其實就是一個 UTXO，假設(shè)我手里有一張 10 塊錢，一張 5 塊錢，但是我想買一個 12 塊錢的東西；那么我一次性要 output 兩個人民幣，分別是 10 塊和 5 塊，然后又找回給我 3 塊錢，那么這個 3 塊錢，也是 UTXO。

因為是完全去中心且匿名的交易，所以在交易的過程中，會需要一些驗證，來證明該交易是否是符合規(guī)則的。

每一次的交易，都會要求轉(zhuǎn)出方提供以下信息，以驗證當(dāng)前的交易是否合法：

上一筆交易的 hash

轉(zhuǎn)出方的公鑰

轉(zhuǎn)出方私鑰生成的數(shù)字簽名

為了驗證交易是否可以正常進(jìn)行，需要以下三個步驟

找到上一筆交易，以確認(rèn)支付方確實有能力支付本次交易

算出支付方公鑰的指紋，確保與支付方地址一致

使用公鑰解開數(shù)字簽名，以驗證私鑰屬實

具體的步驟，可以參加這個圖：

經(jīng)過驗證之后，當(dāng)前的交易將會被礦工打包，并寫到區(qū)塊鏈中。具體的寫入過程可以參考這篇文章中的介紹。根據(jù)比特幣的協(xié)議，一個區(qū)塊的大小是 1MB, 而一筆交易大概是 500b，因此一個區(qū)塊大概可以包含 2000 筆交易。礦工負(fù)責(zé)將這些交易打包，算出 hash，再寫入到鏈上。

因為打包寫入到區(qū)塊鏈上，是一個會消耗大量計算的過程，所以礦工的工作并不是義務(wù)勞動。根據(jù)比特幣的協(xié)議規(guī)定，成功添加新區(qū)塊的礦工將獲得獎勵，一開始是 50btc，然后每 4 年減半；另一方面，因為比特幣最多只支持到小數(shù)點后面 8 位，所以可以得出到了 2140 年，礦工將得不到任何獎勵。到時候，礦工所能獲得到的收益就只能是交易手續(xù)費了。

所謂的交易手續(xù)費，是由交易方付給礦工的，具體的金額隨意。但是礦工會優(yōu)先選擇手續(xù)費較高的交易進(jìn)行打包，以預(yù)期獲得更高的收益。所以也就是付給礦工的手續(xù)費越高，那么交易也就會被越早確認(rèn)。

因為是非同步的，而且節(jié)點間的同步有可能會出現(xiàn)延遲。所以，就有可能存在同一筆交易被寫到了兩個區(qū)塊中的情況，為了解決這種情況所造成的沖突。

比特幣的鏈上規(guī)則中做了規(guī)定，因為區(qū)塊是前后鏈接的，所以一旦出現(xiàn)分叉，那么哪個區(qū)塊后面跟著的區(qū)塊多，就判定哪個分叉上的鏈?zhǔn)钦_的，另一條鏈將被拋棄，其中打包的交易也將因為沒有被寫入到主鏈上而判定為失敗。

上面說了半天，其實一直在說的都是交易。但是在主流的支付體系中，都是有賬戶這一概念的，也就說，你收入多少，支出多少，構(gòu)成了你賬戶中余額的多少。

但是在比特幣中，并不存在賬戶這一概念，區(qū)塊鏈上記錄的就是交易，如果想知道一個地址上一共有多少比特幣，那么需要遍歷所有的交易，才能計算得出。

比特幣入門教程

RSA算法原理

Diffie–Hellman key exchange

菲迪-赫爾曼密鑰交換算法

RIPEMD

Base58

bitcoin-paper

Protocol_documentation

how-the-bitcoin-protocol-actually-works

比特幣交易查詢