一文读懂比特币和它底层的区块链技术-币圈快讯网

比特币底层的区块链技术随后也被发现，其去中心化、去追溯、不可篡改等技术特性，可以应用在金融、溯源等场景。无论你是想了解区块链或者比特币，我们认为比特币作为区块链的诞生之处和第一个应用，都是你入门前需要深入了解的第一个只是点。

什么是比特币，怎么获得比特币，本文将手把手教你了解和使用比特币。

1.开户

想要拥有比特币，不管是去交易所买，还是别人转账给你，你都需要一个比特币账户。比特币开户需要携带什么材料，到哪个机构去开户呢？不用任何材料，只要下载一个比特币钱包。

小知识：比特币钱包又是一个比较大的话题，首先要明确，数字货币钱包并不是真的“钱包”，币不存钱包里，而存在上面说到的链上（实质是一堆数字），钱包只是个让你开户、查询余额和转账的应用。其实每一个币种，理论上来说都会做自己的钱包。因此，市面上大部分钱包的作用更易用，聚合各币种，或者更安全。有分去中心化的也有冷钱包、热钱包、托管钱包。

使用链上轻钱包可以让你更了解比特币的一些私钥、地址和助记词等有点“反人性”的设计，比特派、imtoken等都是比较老牌的钱包，英文好的人甚至可以用比特币的官方钱包；托管钱包会更易用，但是私钥不是自己保管。

有了比特币钱包之后，你需要做的就是动动手指，开好账户。

比特币的一个账户由一对密钥（私钥，公钥）组成。账户所有者可以用自己私钥进行数字签名，用公钥则可以验证签名。公钥可以通过私钥生成，但有公钥却没法生成私钥。也就是所谓的“非对称加密”。这也是比特币被称为数字加密货币的原因，因为整个系统都依赖密码学基础。

小知识：这里所说的哈希计算是什么意思呢？

哈希计算有如下特点:

1、将任意长度的数据映射为固定长度的大整数；

2、数据有任意变化后，计算出来的结果完全不同；

3、无法通过哈希结果逆推出原始数据内容。

哈希算法有很多种实现，比如比特币使用的 SHA-256 算法。哈希值是用 16 进制表示的整数；原始内容只要轻微变化，哈希结果就会差之千里，那么每次改动原始内容，得到的哈希值相当于从 1 到 2的256次方中随机抽一个数。这样别人就无法通过账号地址推算出公钥。所以你可以放心地把地址告诉别人，接受对方的转账，而不用担心账号被盗。除非你自己丢了私钥。

当你有了属于自己的第一个比特币账户时，你很开心；但同时你也很沮丧，因为里面空空如也。怎样让自己的钱包鼓起来呢？

你有以下途径可以实现这一目标：

1、比特币“挖矿”；竞争很激烈，普通人机会很渺茫，但可以通过租赁机器来挖矿

2、花钱到交易所购买

3、让你的好朋友给你转一点；（如果有这种朋友的话。）

2 记账

当你有了比特币账户和比特币之后，你就可以在不同账户之间进行转账。比特币最小单位是1聪，1聪 = 0.00000001btc. 当我们用支付宝向别人转账时，实际上是由银行在负责扣掉你账户的金额，加到对方账户下，给你出账单，同时收取你的手续费。

比特币转账步骤类似，但是没有银行这个角色。那么在比特币转账过程中，谁来扣钱、谁来记录账单呢？

与银行系统不同，这里出现了一个分散式的记账方式：分布式账本。即账本不再由银行系统维护，而是由参与者共同维护，简单理解为：每一个人都可以参与记账。维护账本的人一般被称作节点，也叫矿工。

在区块链中，交易按照时间顺序排列，一个区块链就是一堆交易的打包，可以把区块看做一页账本。

每一页账本的记账人（也就是这个区块的出块者），都要通过一个比赛选出来，才能获得记账的权力。记完这页帐之后，并把这页账本广播给其他所有的人。这个过程就叫出块、也叫“挖矿”。

其他人可以通过密码学验证这些交易，上文有说，账户所有者可以用自己私钥进行数字签名，用公钥则可以验证签名。其他参与记账的人可以就可以同步最新这个区块/这页账本，并在此上继续挖。同时，在区块链中，每一页账本（每一个哈希）环环相扣，并且通过上面提到的哈希算法记录上一个区块的哈希值。

在这样一个分布式系统中，每个节点独立维护一份完整的交易账本，这个账本也叫做“分布式账本”。每次都需要大多数节点的认可，任何一个节点都没有办法单独篡改账本，除非他获得51%的节点同意，否则无法成功，这也就是所谓的51%攻击。

任何一个节点退出网络或宕机，都不会影响系统运行。这种方式相比单节点的中心化系统有很高的安全性。节点分布在全球各地，每个节点与附近的节点连接，组成一张覆盖全球的P2P网络。这也是比特币可以全球流通的物质基础。

上一个部分说过，一个账户要知道自己的余额，可以通过钱包查询。

但节点才有完整账本信息，钱包也要通过节点来查询自己的余额。那么节点在哪？看不见摸不着，去哪里找它？幸运的是，不用你费心去找节点，你的“比特币钱包”会帮你做这件事。

事实上，比特币钱包要把交易信息告诉节点，那么它就至少得连接比特币网络中的一个节点，当与节点连接后，比特币钱包本身也就成为了网络中的一个节点，但与拥有完整账本的全节点相比，钱包节点是“轻量级节点”，因为它既没有记录完整的账本，也没有去“挖矿”。

好奇的你还是想多问一句：比特币钱包是怎么发现节点的？

很简单，在比特币网络发展的过程中，会有一些长期稳定的节点，称为“种子节点”。开发比特币钱包软件的时候，会把这些“种子节点”的域名写进代码，通过 DNS 动态查询的方式，向“种子节点”要一份活跃节点地址列表，以这些节点为媒介，比特币钱包就可以加入网络了。

比如， Mr.Chen 通过比特币钱包给 Miss.Lv 转了0.05BTC，这笔转账通过“分布式账本”被全球的比特币网络节点记录在案。

转账记录：Mr. Chen -> Miss. Lv : 0.05btc 当然，不会真的这样记录名字，而是两人的比特币账号，类似于：1AC4fMwgY8j9onSbXEWeH6Zan8QGMSdmtA -> 1JWq3G8pqCo6jZGhLHpctYap5yVScqGxkv : 0.05btc

这样一个记账过程，其实就是所谓的区块链。比特币是区块链的第一个应用。

3 发行/挖矿

既然是货币，你肯定会问到，那它最开始是怎么来的呢？

这就涉及到了比特币的发行。

普通的货币，都是中央银行等某个机构发行的，但是在比特币中，每一个区块的产生，都伴随着新币的产生（这就是程序里写好的，不要问我为什么）。谁赢得了这轮区块的记账权，谁就能获得最新产生的比特币。

比特币一共发行2100万枚。区块奖励最初为50个BTC，即每挖出一个块，矿工就会获得50个BTC。系统规定，每21万个区块（约4年），出块奖励减少一半，直到少至比特币最小单位1聪。因此，2012年后区块奖励调整为25个BTC，2016年为12.5个，下次减半将在2020年。这个比赛过程就像在挖新的金币，所以大家都会将其将为挖矿，把账本维护者称为“矿工”。

说到这里，其实已经涉及到比特币的激励机制，也就是节点为什么愿意浪费资源来记账呢？

其实，为了奖励记账的节点，比特币系统设计，每一个用户在转账的时候，都需要支付验证交易的手续费，同时，更早加入网络的节点，可以获得新发行的比特币（直到所有比特币发行完毕）。如此一来，矿工们每次记账，都能获得两部分收入。