比特幣記賬的動力

❶ 比特幣為什麼需要消耗大量計算

大量計算，是為了檢測一個礦池的運算速度。運算速度越高，越有可能奪得記賬權，也就是交易流水的打包。為什麼要爭奪記賬權呢？因為記賬的同時，能獲得新挖出來的幣。運算速度越高，意味著礦場的投入成本越大，或者該礦池內包含的礦工越多。就像選總統，誰花費的錢最多，或者誰背後的支持者最多，誰就應該當總統。當上總統後，也要誠實的做事，如果不誠實，民眾一樣能把這個總統廢掉。
更深層的意義是：誠實的礦池運算速度越高，那麼偽造比特幣的那個礦池需要的運算速度更高才行。如果他投入了血本挖礦，卻在造假幣，萬一大家都不承認(大家一定會拒絕假幣的)，他豈不是血本無歸？還不如老老實實的挖真幣。這樣還能收回成本。

❷ 比特幣機器是怎麼運轉的

很多朋友對於比特幣的算力比特幣的礦機礦場以及挖礦的回報率都是比較陌生的，下面我們就詳細科普一下比特幣以及區塊鏈記錄之間的運行機制。首先解釋一下什麼叫區塊鏈？我們可以把它看成是分布式的賬本以及構成的一個相對應的信用網路，在這個網路中每個人的言行舉止都可以記錄在鏈上，並且支持驗證和回溯調查，多個鏈組合在一起就形成了區塊，而負責把這個信息記錄在鏈上的我們把它稱之為礦工。

所以看到這里，相信大家也就能夠理解什麼是比特幣的算力，什麼是比特幣的挖礦？另外提一句，當前的礦場基本上已經被大機構所壟斷，或者說所謂的入門門檻非常之高，沒有幾百萬元的投資或者上千萬的投資，基本上在當前的比特幣挖礦行業中都屬於散戶，而散戶礦工經常會因為算力波動較大以及電費成本的上升入不敷出而放棄挖礦。

❸ 比特幣機制研究

現今世界的電子支付系統已經十分發達，我們平時的各種消費基本上在支付寶和微信上都可以輕松解決。但是無論是支付寶、微信，其實本質上都依賴於一個中心化的金融系統，即使在大多數情況這個系統運行得很好，但是由於信任模型的存在，還是會存在著仲裁糾紛，有仲裁糾紛就意味著不存在 不可撤銷的交易 ，這樣對於 不可撤銷的服務 來說，一定比例的欺詐是不可避免的。在比特幣出來之前，不存在一個 不引入中心化的可信任方 就能解決在通信通道上支付的方案。
比特幣的強大之處就在於：它是一個基於密碼學原理而不是依賴於中心化機構的電子支付系統，它能夠允許任何有交易意願的雙方能直接交易而不需要一個可信任的第三方。交易在數學計算上的不可撤銷將保護 提供不可撤銷服務 的商家不被欺詐，而用來保護買家的 程序化合約機制 也比較容易實現。

假設網路中有A, B ,C三個人。
A付給B 1比特幣 ，B付給C 2比特幣 ，C付給A 3比特幣 。
如下圖所示：

為了刺激比特幣系統中的用戶進行記賬，記賬是有獎勵的。獎勵來源主要有兩方面：

比特幣中每一筆交易都會有手續費，手續費會給記賬者

記賬會有打包區塊的獎勵，中本聰在08年設計的方案是： 每10分鍾打一個包，每打一個包獎勵50個比特幣，每4年單次打包的獎勵數減半，即4年後每打一個包獎勵25個比特幣，再過四年後就獎勵12.5個比特幣... 這樣我們其實可以算出比特幣的總量：

要說明打包的記錄以誰為準的問題，我們需要引入一個知名的 拜占庭將軍問題 （Byzantine failures）。拜占庭將軍問題是由萊斯利·蘭伯特提出的點對點通信中的基本問題。含義是在存在消息丟失的不可靠信道上試圖通過消息傳遞的方式達到一致性是不可能的。

假設有9個互相遠離的將軍包圍了拜占庭帝國，除非有5個及以上的將軍一起攻打，拜占庭帝國才能被打下來。而這9個將軍之間是互不信任的，他們並不知道這其中是否有叛徒，那麼如何通過遠距離協商來讓他們贏取戰斗呢？

口頭協議有3個默認規則：
1.每個信息都能夠被准確接收
2.接收者知道是誰發送給他的
3.誰沒有發送消息大家都知道
4.接受者不知道轉發信息的轉發者是誰
將軍們遵循口頭規則的話，那就是下面的場景：將軍1對其他8個將軍發送了信息，然後將軍2~9將消息進行轉達（廣播），每個將軍都是消息的接受者和轉發者，這樣一輪下來，總共就會有9×8=72次發送。這樣將軍就可以根據自己手中的信息，選擇多數人的投票結果行動即可，這個時候即便有間諜，因為少數服從多數的原則，只要大部分將軍同意攻打拜占庭，自己就去行動。
這個方案有很多缺點：
1.首先是發送量大，9個將軍之間要發送72次，隨著節點數的增加，工作量呈現幾何增長。
2.再者是無法找出誰是叛徒，因為是口頭協議，接受者不知道轉發信息的轉發者是誰，每個將軍手裡的數據僅僅只是一個數量的對比：

這里我們假設有3個叛徒，在一種最極端的情況下即叛徒轉發信息時總是篡改為「不進攻」，那麼我們最壞的結果就如上圖所示。將軍1根據手裡的信息可以推出要進攻的結論，卻無法獲知將軍裡面誰是叛徒。
這樣我們就有了方案二：書面協議。

書面協議即將軍在接受到信息後可以進行簽字，並且大家都能夠識別出這個簽字是否是本人，換種說法就是如果有人篡改簽字大家可以知道。書面協議相對比口頭協議就是增加了一個認證機制，所有的消息都有記錄。一旦發現有人所給出的信息不一致，就是追查間諜。
有了書面協議，那麼將軍1手裡的信息就是這樣的：

可以很明顯得看出，在最壞的一種情況——叛徒總是轉發「不進攻」的消息之下，將軍7、8、9是團隊里的叛徒。
這個方案解決了口頭協議里歷史信息不可追溯的問題，但是在發送量方面並沒有做到任何改進。

在我們的示例中，比特幣系統里的每個用戶發起了一筆交易，都會通過自己的私鑰進行簽名，用數學公式表示就是：

所以之前的區塊就變成了這樣：

這樣每一筆交易都由交易發起者通過私鑰進行數字簽名，由於私鑰是不公開的，所以交易信息也就無法被偽造了。

如書面協議末尾所說的那樣，書面協議未能解決信息交流過多的問題。當比特幣系統中存在上千萬節點的時候，如果要互相廣播驗證，請求響應的次數那將是一個非常龐大的數字，顯然勢必會造成網路擁堵、節點處理變慢。為了解決這個問題，中本聰乾脆讓整個10分鍾出一個區塊，這個區塊由誰來打包發出呢？這里就採用了工作量證明機制(PoW)。工作量證明，說白了就是解一個數學題，誰先解出來數學題，誰就能有打包區塊的權力。換在拜占庭將軍的例子中就是，誰先做出數學題，誰就成為將軍們裡面的總司令，其他將軍聽從他發號的命令。

首先，礦工會將區塊頭所佔用的128位元組的字元串進行兩次sha256求值，即：

這樣求得一個值Hash，將其與目標值相比對，如果符合條件，則視為工作量證明成功。
工作量證明成功的條件寫在了區塊鏈頭部的 難度數 欄位，它要求了最後進行兩次sha256運算的Hash值必須小於定下的目標值；如果不是的話，那就改變區塊頭的 隨機數 （nonce），通過一次次地重復計算檢驗，直到符合條件為止。

此外， 比特幣有自己的一套難度控制系統，使得比特幣系統要在全網不同的算力條件下，都保持10分鍾生成一個區塊的速率。這也就意味著：難度值必須根據全網算力的變化進行調整。難度調整的策略是由最新2016個區塊的花費時長與期望時長（期望時長為20160分鍾即兩周，是按每10分鍾一個區塊的產生速率計算出的總時長）比較得出的，根據實際時長與期望時長的比值，進行相應調整（或變難或變易）。也就是說，如果區塊產生的速率比10分鍾快則增加難度，比10分鍾慢則降低難度。

PoW其實在比特幣中是做了以下的三件事情。

這樣可以防止一台高性能機器同時跑上萬個節點，因為每完成一個工作都要有足夠的算力。

有經濟獎勵就會加速整個系統的去中心化，也鼓勵大家不要去作惡，要積極地按照協議本來的執行方式去執行。(所以說，無幣區塊鏈其實是不可行的，無幣區塊鏈一定導致中心化。)

也就是說，每個節點都不能以自身硬體條件去控制出快速度。現在的比特幣上平均10分鍾出一個塊，性能再好的機器也無法打破這個規則，這就能夠保證 區塊鏈是可以收斂到共同的主鏈上的 ，也就是我們所說的共識。

綜上，共識只是PoW三個作用中的一點，事實上PoW設計的作用有點至少有這么三種。

默克爾樹的概念其實很簡單，如圖所示

這樣，我們區塊的結構就大致完整了，這里分成了區塊頭和區塊體兩部分。

區塊鏈的每個節點，都保存著區塊鏈從創世到現在的每一區塊，即每一筆交易都被保存在節點上，現在已經有幾百個GB了。
每當比特幣系統中有一筆新的交易生成，就會將新交易廣播到所有的節點。每個節點都把新交易收集起來，並生成對應的默克爾根，拼接完區塊頭後，就開始調整區塊頭里的隨機數值，然後就開始算數學題

將算出的result和網路中的目標值進行比對，如果是結果是小於的話，就全網廣播答案。其他礦工收到了這個信息後，就會立馬放下手裡的運算，開始下一個區塊的計算。
舉個例子，當前A節點在挖38936個區塊，A挖礦節點一旦完成計算，立刻將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收並驗證這個新區塊後，也會繼續傳播此區塊。當這個新區塊在網路中擴散時，每個節點都會將它作為第38936個區塊(前一個區塊為38935)加到自身節點的區塊鏈副本中。當挖礦節點收到並驗證了這個新區塊後，它們會放棄之前對構建這個相同高度區塊的計算，並立即開始計算區塊鏈中下一個區塊的工作。
整個流程就像下一張圖所展示的這樣：

簡單來說，雙花問題是一筆錢重復花了兩次。具體來講，雙花問題可分為兩種情況：
1.同一筆錢被多次使用；
2.一筆錢只被使用過一次，但是通過黑客攻擊或造假等方式，將這筆錢復制了一份，再次使用。
在我們生活的數字系統中，由於數據的可復制性，使得系統可能存在同一筆數字資產因不當操作被重復使用的情況，為了解決雙花問題，日常生活中是依賴於第三方的信任機構的。這類機構對數據進行中心化管理，並通過實時修改賬戶余額的方法來防止雙重支付的出現。而作為去中心化的點對點價值傳輸系統，比特幣通過UTXO、時間戳等技術的整合來解決雙花問題。

UTXO的英文全稱是 unspent transaction outputs ，意為 未使用的交易輸出 。UTXO是一種有別於傳統記賬方式的新的記賬模型。
銀行里傳統的記賬方式是基於賬戶的，主要是記錄某個用戶的賬戶余額。而UTXO的交易方式，是基於交易本身的，甚至沒有賬戶的概念。在UTXO的記賬機制里，除了貨幣發行外，所有的資金來源都必須來自於前面某一個或幾個交易。任何一筆的交易總量必須等於交易輸出總量。UTXO的記賬機制使得比特幣網路中的每一筆轉賬，都能夠追溯到它前面一筆交易。
比特幣的挖礦節點獲得新區塊的挖礦獎勵，比如 12.5 個比特幣，這時，它的錢包地址得到的就是一個 UTXO，即這個新區塊的幣基交易（也稱創幣交易）的輸出。幣基交易是一個特殊的交易，它沒有輸入，只有輸出。
當甲要把一筆比特幣轉給乙時，這個過程是把甲的錢包地址中之前的一個 UTXO，用私鑰進行簽名，發送到乙的地址。這個過程是一個新的交易，而乙得到的是一個新的 UTXO。
這就是為什麼有人說在這個世界上根本沒有比特幣，只有 UTXO，你的地址中的比特幣是指沒花掉的交易輸出。
以Alice向Bob進行轉賬的過程舉例的話：

UTXO 與我們熟悉的賬戶概念的差別很大。我們日常接觸最多的是賬戶，比如，我在銀行開設一個賬戶，賬戶里的余額就是我的錢。
但在比特幣網路中沒有賬戶的概念，你可以有多個錢包地址，每個錢包地址中都有著多個 UTXO，你的錢是所有這些地址中的 UTXO 加起來的總和。
中本聰發明比特幣的目標是創建一個點對點的電子現金，UTXO 的設計正可以看成是借鑒了現金的思路：我們可能在這個口袋裡裝點現金，在那個櫃子角落裡放點現金，在這種情況下不存在一個賬戶，你放在各處的現金加起來就是你所有的錢。
採用 UTXO 設計還有一個技術上的理由，這種特別的數據結構可以讓雙重花費更容易驗證。對比一下：

❹ 硬核干貨！比特幣狗狗幣等的原理究竟是什麼

比特幣實際上是一種電子貨幣或稱為數字貨幣，它是一種基於密碼學的加密貨幣。2008年一位極客化名中本聰在網上發布了一篇叫做《比特幣一種點對點的電子現金系統》的文章，我們現在稱之為白皮書。他在白皮中說要設計一種去中心化的電子記賬系統。這個系統中所有的交易都是公開的，並且所有的用戶都可以對這個賬單進行記賬。每十分鍾產生的賬單打包在一起稱之為一個區塊。這個區塊記錄完畢後，再產生新的賬單時，就會產生一個新的區塊，把新產生的區塊並連接在這個已有的區塊上稱之區塊鏈。

所以就目前世界范圍來說，只有比特幣和狗狗幣兩種虛擬幣沒有創始人和團隊在管理。就是因為這樣的特點，避免了創始人跑路造成虛擬幣價值歸零的可以。讓比特幣和狗狗幣成為了最受追捧的虛擬幣。

❺ 作為第一個數字貨幣「比特幣」，它為何在股市中如此重要

比特幣自2008年誕生以來，足足歷經了10個年頭，期間幣價起伏波動非常大，從一美元1300個比特幣到每個比特幣價值接近2萬美元。有些人藉此發家致富實現財務自由，但更多的人卻掉進「炒幣」的泥潭裡無法自拔。

比特幣作為一種分布式賬本，是為解決點對點交易而創造出的一種記賬方式，那麼以比特幣為首的數字貨幣為何有價值？價值起伏為什麼那麼大？價格起伏有誰來決定？讓我們一一探究其中的問題。

人們對幣市價值動盪的解釋，通常分為三類：1、人們對比特幣心理預期；2、利好、利空消息監管政策的影響；3、大戶砸盤或拉盤。

但是，這三種解釋每一種都無數次地在「韭菜」們的操作中被驗證為不準確，人們對比特幣的心理預期通常與幣市的漲跌不符，最為嚴重的央行等7部門發布關於防範代幣發行融資風險的公告，三天之內比特幣從32500元人民幣高位跌至27000元左右，以太幣則從2520元人民幣高位跌至1890元人民幣，此後緩慢上漲，但並沒有像人們預測的那樣全方位的崩盤。

而大戶砸盤，根據區塊鏈研究公司Chainalysis在一個新開展的研究中發現，比特幣大戶並非幣價大幅波動的罪魁禍首。Chainalysis公司以當前持幣數量最多的32枚電子錢包為觀察對象，估計其持幣總量為100萬枚比特幣，價值高達63億美元。

❻ 競爭記賬是什麼

競爭記賬是比特幣系統的記賬方式，它解決了如何在去中心化的記賬系統中保證比特幣賬本一致性的問題，比特幣系統中沒有中心化的記賬機構，每一個節點都有記賬權，如何保證賬本一致性是一個重要的問題。
在比特幣網路中，全網礦工共同參與算力競爭，算力（也可以稱之為挖礦速度，就是計算機每秒產生hash碰撞的能力）專高的礦工計算能力更強，更容易獲得記賬權，成功搶到記賬權的礦工負責記賬，將賬本信息同步給整個網路，作為回報礦工將獲得系統新生成的比特幣獎勵。
就好比如說，眼前有一塊金山，金子總量有1000噸，但是裡面夾著著很多的沙石。當只有你一個人的時候，你就很容易挖到金子，但是當挖礦的人越來屬越多的時候，剩餘的金子就越來越少，挖礦成本就越高。所以這時候大家比的就是挖礦速度，也就是算力！
而隨著「幣匯」上面比特幣價格上漲，為了獲得比特幣，越來越多人參與競爭比特幣記賬權，全網算力難度呈指數級上升。

❼ 交易及記賬(上) | 小白學比特幣之二

在 精讀「Mastering Bitcoin」1 中， 提到比特幣不僅是一個 電子現金 （系統），也是一個公開的賬本，這賬本上記錄了每筆交易的信息。用比特幣交易，其實就跟我們用人民幣或者美元交易買賣東西一樣。作者給比特幣交易行為的定義是：

那麼，在比特幣系統里，是以什麼樣的形式將這些交易記錄下來的呢？

跟傳統記賬一樣，在比特幣系統中也對交易採用復式記賬的方法 (double-entry bookkeeping ledger)，直白點翻譯就是雙入口記賬。復式記賬，簡單理解就是以下兩點 [1] ：

每一筆交易都要至少在兩個賬戶上進行記錄 ，在會計記賬中有三個基本賬戶也就是資產賬戶、負債賬戶以及所有者權益賬戶，跟會計等式 資產(Assets) = 負債 (Liabiliteis) + 所有者權益 (Equity) 是一一對應的。那麼單獨每個賬戶又是以怎麼樣的方式呈現出來的呢？方法是每個賬戶都需要記錄這個賬戶的debits和credits（見上圖）：

說完復式記賬，再回到《Mastering Bitcoin》(精通比特幣) ，在書中，作者給出的記賬例子如下面那張截圖；一筆交易中可以包含多個Input和output。這里的Input和output如何理解呢？

總結一下：

通過作者這句話， 可以看到比特幣系統其實執行的是價值交易。更進一步地，可以理解為價值的輸入和輸出。

上筆交易和下筆交易之間會形成一個「無形的鏈」：

作者用一張圖形象的說明了什麼是「交易鏈」。

對於同一個地址而言，上一筆交易中的output將會作為下一筆交易的輸入，這樣就形成了一個交易鏈。

在上面的交易截圖中，我們可以看到這幾筆交易里有 spent 、 unspent 和 change 。 change 為找零地址，為什麼會有找零地址呢？

比特幣系統中的找零概念和平時用現金交易的找零概念是一樣的，如果你要買一個1塊錢的包子，但是你身上只有一張20塊錢的紙幣，這個時候就需要包子鋪老闆找給你19元零錢。

在比特幣系統中，每一個input就相當於一定面值的紙幣。如果一筆交易中只包含一個Input，為20個BTC，當這個地址向其他地址支付1個BTC時候，就需要對方找還19個BTC。不同的是，比特幣不像紙幣那樣只有幾種面值固定的紙幣，比特幣系統可以隨時創建「新面值」。

出於保護隱私的考慮，找零地址沒必要跟原先的付款地址一樣，通常錢包會生成一個新的找零地址。

在真實應用中，並不會在找零地址旁邊標注 change 的字樣，如下圖顯示(截圖來自blockchain.info上的某筆交易)，

比特幣系統可以隨時創建「新面值」來用於找零，而且這「零錢」可以用於下次交易。在每個輸出(output)記錄里，可消費的比特幣數量會被標記成 unspent ，這樣的輸出有一個專門的名字叫做 Unspent Transaction Outputs (UTXO)。可以把unspent的輸出理解為面值不同的、可用於下次消費的紙幣，就好像10元面值紙幣、100元面值紙幣那樣。

[1] Mastering Bitcoin 第二版 https://github.com/bitcoinbook/bitcoinbook
[2] http://learnmeabitcoin.com

❽ 比特幣的交易是採用什麼記賬

親比特幣是採用的是工作量證明機制，即PoW機制記賬的哦，比特幣是基於密碼學的一種數字貨幣，旨在通過去中心化的電子記賬系統，打造一個信用社會。比特幣區塊鏈的形成方式：將交易信息打包，形成一個區塊，一個區塊包含頭部與賬槐返單信息。
比特幣（Bitcoin）的概念最初由中鉛數飢本聰在2008年11月1日提出，並於2009年1月3日正式誕生。根據中本聰的思路設計發布的開源軟體以及畢毀建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的虛擬的加密數字貨幣。

❾ 比特幣是如何記賬的

根據中本聰的思路設計發布的開源軟體以及建構其上的P2P網路。比特幣是一種P2P形式的虛擬的加密數字貨幣。點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。
與所有的貨幣不同，比特幣不依靠特定貨幣機構發行，它依據特定演算法，通過大量的計算產生，比特幣經濟使用整個P2P網路中眾多節點構成的分布式資料庫來確認並記錄所有的交易行為，並使用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節安全性。P2P的去中心化特性與演算法本身可以確保無法通過大量製造比特幣來人為操控幣值。基於密碼學的設計可以使比特幣只能被真實的擁有者轉移或支付。這同樣確保了貨幣所有權與流通交易的匿名性。比特幣與其他虛擬貨幣最大的不同，是其總數量非常有限，具有極強的稀缺性。
比特幣用分布式賬本擺脫了第三方機構的制約，中本聰稱之為「區塊鏈」。用戶樂於奉獻出CPU的運算能力，運轉一個特別的軟體來做一名「挖礦工」，這會構成一個網路共同來保持「區域鏈」。這個過程中，他們也會生成新貨幣。買賣也在這個網路上延伸，運轉這個軟體的電腦爭相破解不可逆暗碼難題，這些難題包含好幾個買賣數據。第一個處理難題的「礦工」會得到50比特幣獎賞，相關買賣區域加入鏈條。跟著「礦工」數量的添加，每個迷題的艱難程度也隨之進步，這使每個買賣區的比特幣生產率保持約在10分鍾一枚。