比特币（Bitcoin）— 仍需打磨的顽石 (中）

（本文预计阅览时间约8分钟）

推文《比特币（Bitcoin）— 仍需打磨的顽石（上）》中讲到，第一笔使用比特币的商业交易是某程序员以10,000比特币买了两个Papa John's比萨，从此，该币种便走入一片荆棘，在通往曙光的路上搞得遍体鳞伤......

批评者称比特币为第二代“郁金香”，投机过后，虚有其表。二者的本质区别暂且不论，最直接的，郁金香是要“种”的，而比特币是要“挖”的......

【郁金香泡沫】17世纪荷兰的历史事件，是人类历史上最早的投机活动，昭示了此后人类社会的一切（尤其金融）投机活动中的各种要素和环节：对财富的狂热追求、羊群效应、理性的完全丧失、泡沫的最终破灭和千百万人倾家荡产。

请准备好你的耐心，迎接比特币技术贴！

比特币的单位（Units）

比特币系统的帐户单位是bitcoin，字符是。用于表示比特币的代码符号是BTC和XBT。用作替代单位来代表少量比特币是 millibitcoin（mBTC）和 satoshi（sat）。
以比特币创造者 Satoshi Nakamoto的名字命名，satoshi是比特币中最小的数量，代表0.00000001(亿分之一) 比特币。millibitcoin等于0.001比特币或100,000 satoshis。

比特币区块链（Blockchain）

比特币区块链是一个记录比特币交易的公共分类账。它被实施为一个块链（a chain of blocks），每个“块”包含前一个“块”的哈希值 (hash) ，直至追溯到初始的成因区块（genesis block）。

运行比特币软件的通信节点（communicating nodes）网络维护区块链。“Payer X sends Y bitcoins to payee Z （付款人X将Y个比特币发送给收款人Z）”的交易信号使用现成的软件应用程序广播到该网络。

网络节点可以验证交易，将它们添加到分类帐的副本，然后将这些分类帐添加内容广播到其他节点。为了实现对所有权链的独立验证，每个网络节点都存储自己的区块链副本。大约每10分钟，代表着一组新交易的“块”被创建，添加到区块链，并快速发布到所有节点，不需要集中监督。

而“块”在链条中的写入要归功于“挖”比特币的矿工们（Miner）。慢慢读下文。

比特币交易（Transactions）

交易是使用类似Forth的脚本语言定义的。交易包括一个或多个输入（Input）和一个或多个输出（Output）。当发送比特币时，用户指定每个地址以及发送到该地址的比特币数量。

使用多个输入对应于在现金交易中使用多个硬币。由于交易可以有多个输出，用户可以在一次交易中将比特币发送给多个收件人。任何没有被认定为交易输出的satoshis输入都成为交易费用。

虽然交易费是自愿的，但矿工（Miner）可以选择处理哪些交易，并优先考虑那些支付更高费用的交易。矿工选择交易是可以根据相对于其存储大小支付的费用，而不是作为费用支付的绝对金额。这些费用通常以每字节的satoshis（sat / b）来衡量。交易的大小取决于用于创建交易的输入和输出数量。
比特币钱包（Wallets）

钱包用来存储交易比特币所需的信息。虽然它通常被描述为容纳或存储比特币的地方，但由于系统的性质，比特币与区块链交易分类账是不可分割的，所以描述钱包的更好方法是“存储持有的比特币的数字凭证”，并允许人们访问（花费）它们。

比特币使用公钥加密技术，其中生成两个加密密钥，一个是公钥（public key），一个是私钥（private key）。钱包是这些钥匙的集合。

比特币所有权（Ownership）

在区块链中，比特币被注册到比特币地址。

创建比特币地址只需要选择随机有效私钥（private key）并计算相应的比特币地址，这可以在瞬间完成。但相反，对于一个给定的比特币，计算它的私钥在数学上是不可行的，所以用户可以公开比特币地址而不会损害其相应的私钥。

此外，有效私钥的数量巨大，计算出已经在使用并拥有资金的密钥可能性极小。

如果想使用比特币，所有者必须知道相应的私钥并对交易进行数字签名(digitally sign)，网络会使用公钥（public key）来验证签名，私钥永远不会透露。

如果私钥丢失，比特币网络将不会识别任何其他所有权证据，那么硬币将无法使用，本质上等于比特币丢失。2013年，一名用户不小心丢弃了一个装有私钥的硬盘，致使其丢失了7,500个比特币，价值750万美元。

比特币的挖掘（Mining）

挖掘是基于计算机处理能力而完成的记录保存服务（record-keeping service）。

矿工（Miner）通过不断地将新广播的交易组添加到“块（block）”中来使得区块链保持一致、完整和不可改变，随后这个“块”被广播到网络并由接收节点验证。

每个块包含前一个块的SHA-256加密哈希值（cryptographic hash），因此它连带着前一个块的信息并为当前块提供名称。为了被网络的其余部分接受，新的块必须包含工作量证明(proof-of-work，PoW）。

PoW要求矿工找到一个称为nonce的数字，使得目前“块”内容与nonce一起被杂糅（hashed）后结果在数值上小于网络的难度目标（difficulty target）。这个工作证明很容易被网络中的任何节点验证，但生成起来非常耗时，对于安全的加密哈希，矿工在达到难度目标之前必须尝试许多不同的现时值（通常测试值的序列是递增的自然数：0，1，2，3，...) 。

每隔2,016个区块（每个区块大约10分钟，一共大约14天），根据网络最近的性能调整难度目标，目的是将新区块之间的平均时间保持在10分钟。通过这种方式，系统自动适应网络上的采矿总量。

比如，2014年3月1日至2015年3月1日期间，在一个新区块被成功创立前，被尝试的nonce个数平均从16.4*10^18（10的18次方）增加到200.5*10^18。

PoW系统使区块链的修改非常困难，因为攻击者必须修改所有后续块才能让系统接受一个块的修改。由于新块一直被挖掘，因此修改“块”的难度随着时间的推移和后续“块”的数目增加而加大。

比特币的汇集采矿（Pooled Mining）

计算能力（computing power）通常被捆绑在一起以减少矿工收入的差异。个别采矿钻机通常需要等待很长时间才能确认一系列交易并收到付款。

在捆绑池（pool）中，只要任何一个参与的服务器解决了一个“块”，那么所有参与的矿工都会获得报酬，额度取决于单个矿工为帮助找到该区块所做的贡献。

比特币的供应（Supply）

成功寻找到新区块的矿工可以用新创造的比特币和交易费来奖励自己。在被处理的交易付款中含有一项称为coinbase的特殊交易，即为奖励认领凭证。

比特币协议规定，每增加210,000个块（大约每四年一次），添加块的奖励将减半，直至奖励将减少到零，达到2100万比特币的限制。此后，只有交易费用上的奖励。自2016年7月9日，奖励值为每加入区块链一个“块”有12.5块比特币。

换句话说，比特币的发明者Nakamoto根据比特币开始时的人为稀缺性制定了一项货币政策，即总共只有2100万比特币。比特币数目大约每十分钟发布一次，他们的生成率每四年就会下降一半，直到所有比特币被挖掘出来。

请期待《比特币——仍需打磨的顽石（下）》—— 比特币的优劣分析
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