区块链技术 | 比特币历史和相关概念

最近在学习区块链技术。 当然，学习区块链离不开对比特币的理解。 人们首先通过比特币了解或了解比特币的底层技术：区块链技术。

今天，我们来梳理一下比特币的相关概念：

比特币是一种加密货币和分散的结算网络，被定义为“点对点电子现金系统”。 它的创造者中本聪是一个不知名的个人或团体，比特币于 2009 年首次作为开源软件发布，之后中本聪的白皮书发布。 这份长达八页的文件列出了比特币的技术复杂性和结构，包括挖矿、交易、时间戳、服务器、工作量证明、共识协议、区块链技术、去中心化网络、激励等。 ，节点和货币供应量等。

作为一种分布式协议，比特币在没有中介和网络管理员的存在和必要性的情况下运行。 该网络由矿工、节点运营商和开发人员组成的去中心化社区维护。 截至 2017 年 10 月，比特币在除孟加拉国、玻利维亚、厄瓜多尔和吉尔吉斯斯坦以外的大多数国家/地区都受到监管。

最值得注意的是，比特币在菲律宾、日本、韩国和澳大利亚被认可为法定货币和汇款系统。

比特币在其2008年10月31日发布的白皮书中被定义为比特币和硬币（硬通货）的结合体。 大多数词典和报纸，包括牛津英语词典和华尔街日报，都使用小写字母比特币 btc 来指代加密货币，并使用大写术语比特币 BTC 来指代技术（例如比特币协议、比特币网络、比特币货币软件）。

比特币定义：

比特币作为加密货币的定义也各不相同。 Merriam Webster 将比特币定义为一种“真正无法追踪”的货币形式，而中本聪的比特币白皮书将比特币描述为“透明的结算网络，交易可以通过公共比特币区块链进行追踪和分析”。

比特币单位：

比特币网络的每个记账单位都称为一个比特币。 在交易平台、交易所和加密货币市场中，使用两个符号或绰号 BTC 和 XBT 来代表比特币。 比特币中最小的单位是聪，它来源于比特币创造者中本聪的名字。 一聪代表 0.00000001 比特币，即一比特币的百万分之一。 许多比特币钱包平台使用毫比特币，也称为 mBTC，相当于 0.001 比特币或比特币的千分之一。

比特币历史：

比特币于 2009 年 1 月 3 日首次发布，由中本聪作为开源软件发布，其身份保持匿名。 Nakamoto 因开采第一个比特币区块而获得 50 个比特币奖励。 Genesis 区块的交易基础数据包括一个嵌入式文本，内容为：“The Times Jan 2009 Chancellor for Bank Second Bailout”。 在比特币软件发布之前，2008 年 8 月，注册了域名 bitcoin.org。 两个月后，一份由中本聪撰写的题为《比特币：一种点对点电子现金交易系统》的比特币白皮书正式在加密邮件列表上发布。

比特币的少数早期支持者包括计算机程序员 Hal Finney、黄金创造者 Nick Szabo 和 b-money 创始人戴伟。 芬尼为比特币的发展做出了贡献，协助中本聪开发协议和去中心化结算网络。 在比特币发展初期，中本聪开采了 100 万个比特币。 在比特币作为开源软件发布后不久，开发人员 Gain Andresen 接管了比特币开发人员的角色。

（备注：不知道中本聪是谁，这个账户有100万比特币，还没有交易过，如果比特币达到6万美元，账户主人将成为世界首富）

比特币核心

安德烈森辞去了比特币领导者的职务，因此，比特币核心开发团队的任务是开发和维护比特币协议。 Bitcoin Core 开发团队包括 Greg Maxwell、Pieter Wuille 和 Eric Lombrozo。 具体来说，Jonas Schnelli、Wladimir J. van der Laan 和 Marco Falke 已被指派维护比特币协议并向比特币的开源开发社区提交（也称为拉取请求）。

根据 Bitcoincore.org 的说法，项目维护者“执行合并角色，合并团队，就应该合并的补丁达成一致。他们还作为最终检查，以确保补丁安全且与项目目标一致。维护者的角色是通过项目贡献者的同意。”

比特币现金：

2017 年 8 月 1 日，中国矿业运营商 ViaBTC 在比特大陆、Antpool 和 Bitcoin.com 等主要矿机制造商和币池的支持下比特币扩展公钥，发起了创建比特币现金 (BCH) 的艰苦战斗。

区块链区块链：

比特币网络需要一个不可变的账本作为交易和支付的数据库。 在比特币中，区块链是一个公共分类账，记录交易并维护一个公共支付数据库。 根据定义，区块链是包含比特币交易的区块链。 每个区块可以处理大约 2,000 笔交易，并且每 10 分钟通过称为挖矿的过程生成一个新区块。 每个块的容量可以根据交易的大小而变化。

区块链是比特币协议的关键组成部分，记录了在比特币网络上结算的每一笔交易。 区块链是一种支持去中心化节点生态系统的技术，可在挖矿过程之前验证交易。 节点验证的交易作为未确认交易广播到比特币区块链中，特别是在比特币流通中，然后由矿工挑选确认。 区块链网络和共识协议防止了双重支出的可能性，即发送者通过将记录在比特币区块链上的每笔交易发布到世界各地的节点，将同一笔交易两次发送到两个不同的节点。 的收件人。

比特币交易：

钱包中的每个比特币或比特币余额都代表交易及其输入的记录。 比特币不能归因于单个文件或物理对象。 相反，每个比特币都是其先前交易的直接代表。

交易是信息的组合，包括输入、输出和金额。 输入被定义为最初用于发送比特币交易的比特币地址的记录。 输出包含交易接收者的比特币地址。 金额表示发送方在比特币网络中发送给接收方的比特币数量。

（如果A支付给B 10个比特币，但是​​A有15个比特币，支付10个比特币用于与B的交易，同时支付5个比特币给A自己，实现记录完整性和账户余额）

从概念上讲，在比特币网络中发送一笔比特币交易，就是将交易的输入、输出和金额广播到比特币区块链网络，然后由节点（POW）进行挖矿，最后由矿工进行验证。

与法定货币、银行系统和信用卡一样，比特币用户可以将交易发送给多个收件人。 反之亦然，用户可以从不同的发送者接收到同一个钱包的多个交易。 输入和输出的增加导致交易规模的增加，从而导致交易费用的增加。

在比特币网络中，矿工被激励确认交易并将其传播到区块链。 用户需要在交易中附加费用以供矿工确认。 确认期可能因交易费用而异。 如果费用很高，矿工可能会大大加快交易速度。 如果费用低于其他交易，矿工将最后确认费用较低的交易。

比特币挖矿和交易确认系统的过程创造了一个费用市场。 比特币开发者 Jimmy Song 在他的研究中指出，费用市场的存在防止了比特币公共资源的滥用。 正如宋文中所写，“矿工自然会选择每字节费用最高的交易，因为这将使他们的收入最大化。因此，矿工将有动力只将费用最高的交易放在区块链上。这可以防止滥用公共资源资源。”

矿业

挖矿是一个重要的系统，是比特币网络安全的支柱。 通过使用计算机能力（也称为散列能力），矿工可以发现包含比特币交易的新区块。 在结构上，比特币交易是发送者、接收者和金额信息的集合。 包含这些比特币交易的区块由矿工使用哈希算力开采或解决，有效地验证和确认比特币交易。

开采比特币非常昂贵，因为它需要大量的哈希算力、采矿设备和电力。 根据荷兰银行 ING 最近的一项研究，进行比特币交易所需的电力可以为荷兰的一所房子供电一个月。 作为回报，矿工将获得新铸造的比特币和交易费作为奖励。 每个挖矿区块都会产生一定数量的比特币，这些比特币会随着时间的推移通过难度调整而变化，并防止奖励减半。 当比特币的供应量达到 2100 万比特币的最大容量时，矿工将获得附加在用户交易费上的交易费作为奖励。

挖矿是比特币网络内交易验证的第三阶段。 首先，节点将交易广播到比特币区块链并将它们发送到存储未确认交易的比特币内存池。 矿工确认比特币内存池中的交易，在称为区块链的链上创建交易块。

使用 SHA-256 哈希算法，矿工为每个块提供前一个块的加密哈希。 具有独特加密哈希的区块链消除了比特币网络被黑客攻击的可能性。 要更改存储在块中的信息，需要单独设置整个区块链。

2016年比特币挖矿公司Bitcoin正式成为比特币行业首家市值数十亿美元的公司，比特币挖矿利润大幅增长。

资金供应

比特币的货币供应是独一无二的，因为它从通货膨胀货币演变为通货紧缩货币。 对于比特币挖矿，新比特币的生产率是通过将区块奖励减半来确定的。 截至 2016 年 7 月 9 日，矿工每块广播到公共比特币区块链可获得 12.5 个比特币的奖励。

每 210,000 个区块，大约每四年，对矿工的奖励和比特币的生产率就会减半。 在结构上，比特币区块奖励系统旨在减缓比特币的生产，因为它接近其 2100 万的容量。 一旦比特币的供应量达到 2100 万，矿工就会受到交易费用的激励。

比特币的固定供应量使该货币成为一种固有的通货紧缩货币，因为比特币的供应量只有在达到 2100 万比特币的最大容量时才会减少。

比特币钱包

比特币钱包是一个允许用户交易比特币的平台。 该钱包通过消除前端操作的复杂性并允许用户单独处理发送和接收比特币，简化了发送、接收和存储比特币的过程。

比特币钱包包含签署交易所需的私钥和公钥，并将它们广播到比特币网络以供节点和矿工确认。 集成到比特币中的公钥密码学使用户能够安全地管理他们的私钥，让他们完全控制他们的资金。

在比特币中，有两种主要类型的钱包：热钱包和冷钱包。 热钱包是连接到互联网的比特币钱包。 大多数网络和移动钱包都被认为是热钱包。 值得注意的是，用户群最大的两个比特币钱包应用程序 Coinbase 和 Blockchain 都是热钱包。 还有两种不同类型的热钱包：托管钱包和非托管钱包。 托管钱包管理用户的私钥，因此可以控制用户资金。 Coinbase 是世界上最大的比特币钱包应用程序，是一个托管平台。 非托管钱包让用户可以完全控制他们的私钥和资金。 区块链是非托管平台的一个例子。

冷钱包，也称为离线钱包，是指未连接到互联网的比特币钱包。 一些主要的比特币市场，如韩国，以 U 盘、金属硬币和持有私钥和资金的纸钱包的形式出售比特币。

治理

从本质上讲，比特币是一个分散的、点对点的分布式网络。 支持 Bitcoin 网络和改进其基础设施的开发人员活动由开发人员的开放开发社区管理。 开源开发社区中的任何人都可以为比特币的代码库做出贡献。 据 Bitcoin.org 称，自 2009 年以来，已有超过 365 名开发人员为比特币代码库做出了贡献。

尽管任何人都可以为比特币网络的发展做出贡献，但开发人员的活动是由一群称为比特币核心开发团队的开发人员维护和监督的。 它的主要目标是通过开源存储库 Github 管理数千个代码添加、拉取请求和对比特币代码库的承诺来维护比特币代码库。

可扩展性解决方案、隐私改进和主要比特币软件升级等开发由比特币核心开发团队监督。 正如 Bitcoin Core 开发人员 Eric Lombrozo 所指出的，“BIP 编辑的职责是确保 BIP 存储库得到妥善维护，并确保所有合并到其中的 BIP 遵循程序并采用正确的格式。

BIP 编辑器不会决定是否激活软分叉，也不会决定其代码是否合并到比特币核心中。 “BIP 编辑也是比特币核心开发团队的一员。

可扩展性

可扩展性是比特币和以太坊等公共区块链的一个基本问题。 比特币区块大小上限为 1 兆字节。 因此，每个比特币区块可以处理 2,000 笔交易，大约每秒 3 笔交易。 遵循梅特卡夫定律等数学框架，预计比特币的用户群将以指数级速度增长。 为了有效地确认交易，比特币需要与其用户群成比例地扩展。

比特币网络上实施的第一个解决方案是比特币核心开发团队的隔离见证（SegWit），这是比特币核心开发人员 Pieter Wuille 引入的一种交易可塑性和扩展修复。 2017 年 11 月，部分社区正在准备一个名为 SegWit2x 的硬分叉解决方案，以将比特币区块大小进一步增加到 2MB。

5 月，58 家公司最初同意将比特币区块大小增加到 2MB。 一份来自财团的公开信表明，算力为 83.28%，每月链上交易量为 51 亿美元，比特币钱包数量为 2050 万个。 “我们同意立即支持比特币协议的以下并行升级，这些升级将同时部署并建立在最初的 Segwit2Mb 提案的基础上：在 80% 的阈值时激活隔离见证，在 4 时发出信号，在六分钟内激活一个 2 MB 的硬盘驱动器几个月过去了。”

随着比特币的增长，预计将实施更多的可扩展性解决方案。 由于可扩展性和挖矿冲突比特币扩展公钥，已经推出了原始比特币区块链的两个分支（比特币黄金和比特币现金）。 11 月，SegWit2x 的推出预计将在 2017 年底带来三个比特币。

目前俗称：

比特币的区块链是Blockchain1.0，

以太坊的区块链是Blockchain2.0，

EOS的区块链是Blockchain3.0（主链即将上线）

沈浩先生

——————中国传媒大学新闻学院教授、博士生导师中国传媒大学调查统计研究所所长

大数据挖掘与社会计算实验室主任

中国市场研究行业协会会长

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