比特币原理解读

最近勒索病毒爆发，所有中毒的电脑，文件都是加密的，需要向黑客支付一定的比特币赎金才能恢复文件。在现实生活中，绑匪需要现金，而黑客则要求用比特币支付赎金。可见，比特币具有很强的匿名性和一定的价值。原来，比特币是中本聪在2009年提出的一种点对点数字货币，它没有发行人，是根据特定的算法和大量的运算生成的。交易通过网络中的分布式节点进行确认和记录，并采用加密算法确保各方面的安全。比特币的价值目前处于暴涨状态。上周一度升至18,000多个。由于比特币数量有限，

现在流行的不仅是比特币，还有比特币的底层技术“区块链”，它是一种结合分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术来保证交易的可靠性和不变性。为了真正理解比特币，我们先来简单解读一下中本聪的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》。通过阅读文献，我们可以了解比特币的背景、要解决的问题和实现。技术细节。

现实生活中使用货币交易，使用的货币都是实物比特币如何防止双重支付，所以不会有问题。比如A用20元买了B的一个火龙果，A给了B 20元，他把火龙果给了A，交易就完成了。完成的。但是使用虚拟货币就不同了。虚拟货币本质上是一串字符，而不是实物。因此，在进行交易时，不可避免地会出现两个问题：

1.虚拟货币由A消费，支付对象为B；

2、A没有复制虚拟货币再支付给别人，也就是“双重支付”的问题。

对于第一个问题，在比特币之前已经有一个解决方案，那就是使用数字签名技术。论文指出，“电子货币是一系列数字签名。每个人用自己的私钥对之前的交易和支付对象的公钥进行加密（签名），然后放在电子货币的末尾” . 这样，支付对象就可以签名。进行保险凭证确定货币的归属。详细流程如下图所示（摘自论文）：

第二个问题，即“双花”，在比特币之前有一个解决方案，就是使用货币生成器或受信任的第三方进行记账。交易的记录和顺序都有详细的记录，所以“双花”是不可能的。”的问题，但是这种依赖可信第三方的模式也有弊端：可能出现货币超发、可信第三方被攻击等问题。比特币是一种去中心化货币，即没有可信第三方，交易和记账完全通过点对点进行。在这种情况下，比特币要解决的关键问题就是“双花”。

比特币解决“双花”问题的方法是公开发布交易记录，创建参与者就交易记录达成共识的机制，建立单一的交易历史。为了记账和确定交易顺序，收款人需要知道每笔交易的时间，大多数节点可以确认每笔交易的顺序。

为了确定交易顺序，比特币使用点对点分布式时间戳服务来实现比特币如何防止双重支付，即用一个块和一个随机数生成一个哈希值，然后加上一个时间戳，并广播这个哈希值，下一次将哈希值放入一个新的区块，添加随机数生成哈希值，添加时间戳，...，这样就形成了交易的时间链，确定交易的顺序，实现分布式记账。

上面提到的“随机数”其实是通过大量的运算计算出来的。这个过程就是“挖矿”。正式点是“工作证明”。比特币通过“工作量证明”机制分发。时间戳服务。具体实现方法是机器不断尝试数，使上一个块产生的哈希值加上数满足有N位为0（N根据大小而变化，这样计算过程呈指数增长） . 这种机制确保事务不能被修改。如果要修改一个块，则意味着修改之后的每个块。

在隐私方面，虽然比特币将交易信息通知给其他节点，但由于公钥是匿名的，所以大家只能知道在某个时间已经交易了一定数量的货币，但不可能知道所涉及的两方是谁在交易中。这个过程类似于股票交易。人们可以在大厅看到交易信息，在某个时间点卖出了多少，买入了多少，但看不到谁在买谁在卖。此外，公钥虽然是匿名的，但仍然可以通过交易记录指向一个共同的拥有者。为了防止这种情况发生，比特币为每笔交易使用一组新的密钥对。