比特币工作复杂吗？

今天我们来谈谈比特币的工作原理。比特币是一个窗口，您可以通过它看到令人兴奋的区块链技术。假设时间是 2030 年，一个阳光明媚的早晨，你和一个美女走在外滩，突然口渴，你走进路边的无人超市，挥动智能手机，认出一瓶 Hash 码在可乐片上，这瓶可乐是你的。未来我们很有可能不再使用中心化的支付宝进行购物，而人类当前的商业逻辑将被区块链技术重构。你会看到比特币的底层技术有多么强大。那么，它基于什么技术运行？

首先是非对称加密技术

在比特币的底层技术区块链上，存储的信息是完全公开的，但你的账户信息是高度机密的，只有经过你的授权才能被他人访问。它很好地保护了您的数据安全和个人隐私。

比特币的区块链依靠非对称加密算法来重构人与人之间的信任关系。最直接的是，人们对商业行为的信任不再依赖第三方机构，通过点对点的加密和解密来完成价值交换。并且一旦所有信息都记录下来并广播到全网，就无法被篡改。除非你掌握了全网 51% 的算力，并且消耗了大量的工作，否则你会有篡改的机会，但没有人会那样做。这让人们在完全去中心化的情况下达成共识并获得信任，改变了依赖中心运作的传统模式。

你可能会问，如何通过点对点加解密实现价值交换？

比特币地址实际上是一组非对称密钥对中的公钥，由椭圆曲线算法生成。特殊之处在于，一条信息用公钥加密后，就不能用公钥解密了。必须使用私钥解锁；同理，一条信息用私钥加密后，不能用私钥解锁，必须用公钥才能解锁。

不像传统意义上的加密和解密使用同一个密码。例如，如果您对重要文档进行加密并设置了密码，则需要输入相同的密码才能打开该文档，否则将无法打开它。非对称加密意味着您使用一个密码来加密文档并使用另一个密码来解密它。其中一个密码公开后，不能再根据公开密码计算出另一个密码。公共密码就是公钥，私人密码就是私钥。

公钥可以完全公开，就像你的邮箱一样，私钥是保密的，就像你的邮箱密码一样。如果有人通过区块链网络给你转账，他用他的私钥签名，你可以用他的公钥来验证是否是他的转账；他用你的公钥加密信息，你可以用自己的私钥解密。您会看到非对称加密技术使比特币交易成为可能。

其次是分布式记账。

在分布式记账中，信息由分布在不同地方的所有节点共同记录，不再有中央账本。每个节点都记录一个完整的账目，共同监督和保证交易的合法性，防止传统的中央记账被篡改或受贿留假账的风险。当有足够的节点进行记账时，恶意篡改的概率较小。理论上，只有大多数节点都进行了某种操作，才会有修改会计信息的风险，这是不可能的。我刚才说的是，区块链不依赖中央机构，解决人与人之间互信的关键是。

分布式记账将安全从外部监管转变为底层架构层面，从源头控制风险，使整个系统安全可靠。每个分布式账本的具体功能可能不同，但底层技术有共同点。容错性高，透明度高，一经确认不可篡改，降低交易风险。区块链的高容错性使交易能够安全运行。任何节点故障都不会影响交易和系统的稳定性。节点可以随时离开和加入区块链。比如比特币自2009年诞生以来，虽然经历了分叉、黑客攻击和剧烈的价格波动，但依然在世人面前运转良好。信心。

比特币区块链技术的透明性和不变性确保了记录信息的安全性。区块链上的任何信息更新都会广播到全网，然后同步到各个节点。任何恶意篡改都不会被大多数节点接受。新生成的块将被加盖时间戳并按严格的时间顺序添加到区块链中。顺序不能颠倒。任何在账本上发生变化的信息都可以追溯。例如，如果您想给某人转账，您的转账金额取决于您之前的有效收入。谁要修改区块链上的信息比特币存储方式，我刚才说了，要花很多钱，很有可能竹篮子空了。

您可能担心区块链技术的透明性会泄露个人隐私，但它不会。由于没有传统的银行开户和身份认证流程，比特币系统是纯匿名的，也就是说比特币存储方式，用户不能将账户的地址与用户本人挂钩，而拥有一个地址私钥的人拥有该地址的唯一所有权。就像股票交易一样，在某个时间点，你知道有多少手，但你不知道操盘手是谁，所以不想暴露身份的人可以很好地保护自己；反过来，这也让不法分子有了可乘之机。比如一些毒品交易和黑道洗钱都会使用数字货币进行交易，但技术没有好坏之分，关键看谁用。

最后是共识机制。比特币的共识机制，工作证明，可以防止双重支出，而无需中央机构来验证交易是否有效。您可能会问，工作量证明如何防止双重支出？双花意味着同样的钱被消费了两次，新生成的区块会验证你的一笔交易。比如我刚才说的，你现在的支出取决于你以前的有效收入。如果验证成功，将向所有网络广播，经过六次确认，也就是大约一个小时后，交易不能更改，然后生成的区块会验证你的其他重复支付。由于您的第一笔付款已加盖时间戳，因此该块被阻止。区块记录被添加到区块链中。第二次验证肯定不会通过。这时候，你只有一条路可走，那就是发起 51% 算力攻击。且不说巨大的成本，你根本无法说服大多数节点参与你的算力攻击。双花是可能的。

还有一种情况是你的双花同时被两个区块验证。此时，区块链将被分叉。有必要等待一个新的区块出现并分叉出谁是最长的链，然后再决定哪个花费是有效的。工作量证明机制是新生成的区块识别哪个链最长有效，哪个分叉无效。你仍然不能进行双重消费。

为了完成比特币区块链的运行，还必须依赖挖矿。矿工的挖矿保证了交易的合法性、有效性和不可撤销性。例如，在您发起比特币转账后，您需要将交易广播到整个网络。挖矿节点收到交易后，首先将其放入本地内存池中进行一些基本的验证，比如刚才提到的交易是否是双花。

如果验证成功，则放入“未确认交易池”，等待打包；如果验证失败，该交易将被标记为“无效交易”，不会被打包。也就是说，挖矿节点在争夺算力的同时，需要及时验证每笔交易，更新自己的“未确认交易池”。节点攫取记账权后，会从“未确认交易池”中抽取约千笔“未确认交易”进行打包。

有时我们的交易无法及时打包，因为“未确认交易池”中的交易太多，每个区块可记录的交易数量有限，会造成区块拥塞。

还有一种交易不能及时打包，就是你没有支付交易手续费或者交易手续费太低。矿工一般会选择优先处理高交易费和交易费的包裹处理。因此，如果要先处理事务，还是要考虑复杂程度。

好了，我们来回顾一下今天的演讲重点，先讲比特币区块链技术的非对称加密、分布式记账和共识机制，最后讲比特币交易背后的运作原理。