比特币流行原理中文解释

与原论文的顺序有些出入，但基本原理已经解释清楚，欢迎指正

一、概念：

交易：转账、交易记录、账单记录

block：由上述概念的数据组成的块

proof of work：工作量证明，可以理解为一种抗攻击机制

double spending：二次消费（一种针对去中心化货币的攻击方式，BTC之前的很多电子货币都因为无法防御而失败）

2. 转账【如何记录转账日志】：

首先，当这笔交易发生时，钱包的所有者（owner）会用公钥生成全网可见的HASH，用自己的私钥生成签名（signature）。 简单的说，私钥用来生成签名，公钥用来验证签名是否有效]。 然后记录到数据块（block）中。 那么如果发生另一笔交易比特币简单解释，或者接收到P2P网络中其他节点广播的交易数据，则本节点将使用转账发起账户的公钥来验证数据中转账发起账户的签名，如果是有效，将数据记录到块中最后一笔交易的位置后面。

要理解的要点：

(1). 每笔记录交易的付款人生成的签名、付款人的公钥、转账金额、交易HASH（相当于ID）等数据。

(2). 它不记录转账前后每个账户的余额。

3.区块交易数据块

区块中存储了若干条交易记录（transaction，图中的item项指的是每条交易记录），每个区块都有自己的区块哈希（相当于区块的ID）。 关于区块的生成，我们会放在下一节：工作量证明的工作量证明中。

4.proof of work（工作量证明、挖矿、发行比特币）

区块是存储交易记录的数据块。 矿工在网络上扩容的工作就是计算出一个全网产生新区块所必需的参数nonce。

上面我们提到每个区块都有一个哈希，矿工在挖矿的时候需要计算一个nonce来满足prev hash（前一个区块的哈希）。

由于算法的不可逆性，算法运行后计算nonce值等于HASH的难度由全网动态调整，使得产生新区块的时间无限接近10分钟。 具体方法是调整hash前面0位的个数。

例子：

如果最后一个块的哈希是000000000000000030934429665e0ae5348ea22a95cadeccf310a515a1f6ec8e，5分钟后nonce被破译，可能是什么原因？ 很可能是 1. 网络上某个矿工或某个矿池的算力增加了； 还有一小部分可能是2。太幸运了；

并且在5分钟后，计算出这个nonce产生了一个新的区块。 此时所有节点在写入新生成的区块时已经达成算法共识。 新生成的块的哈希前面应该多留一位。 这样，后面矿工计算时，难度会增加（长度固定时，0位数据越多，hash越难）。

因此，比特币保证大约每 10 分钟产生一个新区块。

那么在挖矿的时候，成功解出nonce的矿工如何获得奖励呢？

尝试猜测 nonce 成功后，矿工最先生成新区块，然后将数据广播给相邻节点； 生成新区块时，记录第一笔交易，其中包括造物主转给矿工的N个比特币；

N初始设置为50，每产生166,554个区块后N减半。 每4年减半的说法就是由此而来。 这样一来，比特币的逻辑总量最终控制在2100万左右。 如果钱包丢了计算比特币简单解释，总金额应该在2100万以内。

*。 (1). 创世区块和第一个区块都是中本聪挖的，所以中本聪至少拥有50个比特币。

5.double spending（【解决】双花问题）

在没有中央发行机构的P2P货币市场中，保证钱包用户不双花一直是密码学家头疼的问题。 在比特币诞生之前，密码学家的许多尝试最终都无法阻止双花攻击。

比特币的算法协议设置非常巧妙地解决了这个问题。 全局账单（所有节点都有一份）只记录交易转账日志，不记录每个地址的具体账户余额。

当Jim转给Bob 5个btc时，在所有节点确认数据识别之前，操作如下：

[1] 收到Jim签名的转播广播请求；

[2] 使用Jim的公钥验证Jim的签名； 如果失败，请忽略它。

[3] 从全局账单中读取Jim账户的所有资金流向记录。 例如，在前两天，Jim 从挖矿中获得了 25 个 btc。 昨天早上，X-Sir 转了 4 个 btc 给 Jim。 昨天下午，Jim给King转了20个Btc（需要扣除交易税，所以支付总额超过了20个Btc），然后计算总结，Jim的账户余额足以扣除需要支付给的5个Btc Bob，然后Jim会得到主机节点的验证确认，主机验证通过后将数据加入区块，然后广播到更远的地方；

如果两天后，当Jim再次尝试转账1 Btc给其他人时，其他主机在确认时发现Jim的余额不足以支付，那么这笔交易将不会被P2P网络认可，那么这笔交易将无效并且不能输入。 全局块。

因此，Btc的全球账单非常巧妙地解决了双花问题。

有一个彩蛋，Btc 发生了双花，没有被确认但是写入了 Block。 有兴趣研究的同学可以自行谷歌“比特币双倍消费成功”。