近日，一个由匿名艺术家团体组织创办名为BitMouseDAO的组织在Juice Box（宪法DAO和阿桑奇DAO的筹款平台）上筹款，他们的目标是通过和生物公司合作将一个比特币通过基因编辑的方式进入老鼠体内，这个老鼠的价值与比特币紧紧相连，在十年后它可能会随着比特币变得一文不值或者是变成上亿美金。尽管他们声称一切流程都是合法且安全的，但该事件还是理所当然的争议不断。或受此消息影响，截止本文撰写时间，据欧易比特币行情数据显示，比特币现报43,018.5美元，日内跌幅1.9%。

作为“数字黄金”，比特币自诞生以来便备受瞩目，吸引了众多投资者入场。但事实上，不少人对其的了解仅仅停留在新闻媒体的只字片语里，并没有深入了解。因此，为了让大家能够更进一步地了解它，今天我们就来聊聊比特币的工作原理。

比特币的设计目的

中本聪在白皮书中对比特币的定义——A Peer-to-Peer Electronic Cash System，一个点对点的电子记账系统。

首先，点对点（P2P）——没有权威机构作为第三方见证交易的真实性。这是为了实现交易的去中心化。传统的金融系统是建立在具有公信力的交易中心之上的，然而当中心权力过大，货币的流通发行与交易方的隐私都掌握在它手中，会引发许多问题。

其次，电子记账系统——不同于实际生活中货币是真实存在的物品，在网络上，货币只是一串数字，并且必须是一串非常具有可信度的数字。不管是开采黄金还是印钞作为货币，最终目的都是实现交易的公信力。因此，对于数字货币来说，重要的是可信性。那么怎么实现可信性呢？怎么知道一个人所持有的货币数量是可信的？最好的办法就是追溯。从ta的第一笔交易开始查起，必然可以算出ta的货币数量。而要实现追溯，就要实现可信的记账。

因此，个人看来，比特币的设计是为了同时实现去中心化和可信性。

了解了比特币的设计目的，接下来讲下比特币系统的工作原理。就像传统货币一样，这个系统最核心的功能是实现比特币的发行与流通，只是货币从实物变成了电脑上的bit。

比特币的发行原理

设计者在2009年1月3日亲手创建了第一个区块——比特币的创世区块（Genesis Block），并获得了系统自动产生的第一笔50枚比特币的奖励，第一个比特币就此问世。接下来的比特币就是在这个50个比特币的流通中产生的。

比特币是电子记账系统，那么由谁来记账呢？用户，这是一个去中心化的系统。那ta为什么要记账呢？这要花费一定的时间与内存，那就需要奖励——当一笔交易产生时，成功记账的人获得一定的手续费作为奖励；在一定数量的交易产生时，将这些交易成功打包成块并接入区块链的人获得一定的比特币奖励，这就是比特币的发行。

货币的发行当然不能无限进行，为了限制比特币的数量，设计者首先根据全球算力设计出合适的打包难度，让全球大概每10min成功打包一个区块；其次，将打包的比特币奖励从最50比特币开始，每四年减少 ，这样就可以算出比特币总共有6x24x365x(1+++...)≈2100万枚。

比特币的流通原理

假如有一个张三给李四10个比特币的交易，那么这个交易包含四个部分： 1. A，B双方建立账号 ；2. A发起交易，“第三方”确认信息真实性；3. “第三方”将确认的交易信息写入账单；4. “第三方”将账单编号粘进账本。

交易的第一步是要用户建立账户，设置密码。这是一个随机数->私钥->公钥->钱包地址的过程。注册成为比特币用户时，系统会根据随机数生成一个私钥，私钥会生成一个公钥，公钥又会生成一个地址。其中私钥必须保密，可以保存到硬盘里或者记到脑子里，因为这个私钥是使用相应地址上存放的比特币的唯一标识，一旦丢失，所有的比特币将无法使用。公钥是公开的，所有用户都可以知道。钱包地址便是账户，私钥是密码。

交易的第二步，张三发出交易信息，“第三方”确认信息真实性。不同于传统金融系统，比特币没有权威机构见证交易，它把权力交给群众，因此这个“第三方”是所有比特币用户。每个用户都是交易的见证人，只要50%以上的人确认交易就可以证明交易的真实性了，这就是设计者说的one-CPU-one-vote（一个CPU一票）。很难出现全世界50%以上的人一起伪造交易的情况，因此经过“第三方”确认的交易可信度是很高的。

交易的第三步，“第三方”将确认的交易信息写入账单。就像开头强调的，比特币是一个电子记账系统，账单与账本的设计是核心。不像传统金融系统中有银行保证用户的余额不可篡改，比特币作为一个去中心化的金融系统，怎么保证用户持有的货币数额不可篡改？余额只是一串数字，这个数字本身并不可信，它的可信度来自于交易历史记录，只有通过核实交易历史记录，计算得出的余额才是可信的。因此比特币舍弃了余额的概念，通过溯源的方式保存用户所持有的货币数额。历史记录保存在账单中，账单的可信度来自于交易的真实性与历史交易的不可篡改。比特币通过数字签名的方式来保证交易的真实性，通过分布式记账与区块链技术来保证历史记录不可篡改。

确认了张三发送10个比特币给李四的交易信息后，各个节点将这条信息记入“账单”，也就是区块中。

交易的第四步，幸运用户成功将包含此交易的账单整理打包，“粘到”账本上，交易落定。B通过“账本”确认交易信息，交易完成，幸运用户获得一定数额的比特币奖励。

“账本”就是区块链。就像按照时间记账，把这些账单按时间编号粘贴，构成了账本，一个区块的头部编号的哈希值（身份标识）存入下一个区块，它们按照时间顺序排列构成区块链，通过下一个区块头部的上一个身份标识可以寻址上一个区块，这样就达到了溯源的目的。

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来源： 武天讲故事