什么是比特币以及它如何运作？BTC 初学者指南

比特币是世界上第一个去中心化的数字货币，自 2009 年诞生以来一直成为头条新闻。

尽管比特币很受欢迎，但许多人仍然难以理解比特币是什么以及它是如何运作的。在本初学者指南中，我们将探讨比特币的基础知识，包括它的历史、它的工作原理以及它与传统货币的区别。

比特币，通常表示为 BTC，是一种数字或虚拟货币，也称为加密货币。

它是由一个化名中本聪的未知实体于 2009 年创建的，目的是创建一种完全去中心化的新型货币，这意味着它不会受到任何政府或金融机构的控制。比特币的诞生也是对 2008 年金融危机的回应，凸显了对替代性、更具弹性的金融体系的需求。

比特币基于一种称为区块链的技术运行，这是一种分布式数字分类账，所有交易都被记录下来并且对网络上的每个人都可见。这种透明度有助于维护系统的完整性，并使任何欺诈活动难以发生。

比特币是通过称为“挖矿”的过程产生的，在这个过程中，个人使用强大的计算机来解决复杂的数学问题。首先解决问题的人会获得新比特币形式的奖励，从而激励更多的人参与网络。该系统还可以保护网络免受攻击并维护其安全。

比特币存储在数字钱包中，数字钱包可以是基于软件的或硬件设备。比特币交易从一个钱包发送到另一个钱包，每笔交易都记录在区块链上。这使得比特币交易是匿名的——虽然交易数据是公开的，但进行交易的人的身份却不是。

尽管比特币有很多优点，但它也面临着挑战。其高度波动的性质使其成为一项高风险投资，其用于非法活动引起了人们的担忧。此外，由于比特币交易是不可逆转的，如果比特币被发送到错误的地址，可能会导致永久损失。

深入研究比特币的运作方式，了解它在点对点网络上运行至关重要，而该网络从根本上来说是去中心化的。这意味着比特币不受政府或中央银行等任何中央机构发行、控制或监管，使其免受政府干预或操纵。比特币交易直接发生在网络上的用户之间，没有中间人参与。每笔交易都由网络节点通过密码学进行验证，并记录在称为区块链的公共分类账上。

比特币矿工将新的交易数据添加到区块链中。作为他们努力的回报，矿工将获得新的比特币奖励，从而将新的硬币引入流通。这个过程确保了比特币网络的安全性和完整性。

此外，比特币基于公钥和私钥进行操作。您的公钥类似于银行帐号，是其他人可以用来向您发送比特币的钱包地址。私钥类似于您的 ATM 密码，是一个密码，可让您访问和发送比特币。确保此私钥的安全至关重要，因为丢失它意味着无法访问您的比特币。

开采比特币是一个至关重要的过程，涉及使用高性能计算机解决复杂的数学问题，这一过程称为工作量证明。这个过程对于比特币网络的功能和安全至关重要。

矿工，即参与这一过程的个人，致力于解决这些问题，这些问题本质上是保护比特币网络上每个交易块的加密“哈希”。首先解决问题的矿工会获得新比特币形式的奖励，从而激励更多的人参与网络。这个强大的系统还有助于保护网络免受潜在的攻击。

然而，值得注意的是，比特币挖矿是一项具有挑战性且资源密集型的活动。它需要高哈希率，以每秒哈希数（H/s）来衡量，表示矿工每秒可以计算的哈希数。为了成功开采比特币，矿工需要高哈希率，通常以每秒兆哈希 (MH/s)、每秒千兆哈希 (GH/s) 或每秒太哈希 (TH/s) 来衡量。

比特币代码向矿工提供额外的比特币作为奖励，鼓励他们继续竞赛，解决谜题并维护整个系统。该奖励系统是新交易添加到区块链的方式。然而，挖矿奖励大约每四年减半，这个过程称为减半。这意味着，虽然矿工在 2009 年开采一个区块获得了 50 BTC，但奖励在 2012 年减少到 25 BTC，然后在 2016 年减少到 12.5 BTC，最近在 2020 年减少到 6.25 BTC。到 2140 年，预计所有比特币将被释放到流通中，让矿工依靠交易费从验证网络中获利。

比特币钱包本质上是比特币的数字存储系统。就像实体钱包一样，它保存着你的货币，但在这种情况下，货币是数字的。钱包实际上并不存储您的比特币，而是存储您访问比特币地址和签署交易所需的私钥。您的钱包还有一个公钥，这是一个公开的代码，其他人可以使用它来将比特币发送到您的钱包。值得注意的是，虽然您的公钥可以自由共享，但您的私钥应该保密且安全，因为任何有权访问它的人都可以使用您的比特币。

比特币钱包有多种类型，包括移动钱包、网络钱包、桌面钱包、硬件钱包和纸钱包。

移动和网络钱包方便且用户友好，让您可以通过互联网连接从任何地方访问您的比特币。桌面钱包是您可以下载并安装在计算机上的软件应用程序，提供比网络钱包更高级别的安全性。硬件钱包是可以离线安全存储私钥的物理设备，使其免受在线威胁。最后，纸钱包是您的公钥和私钥的物理打印输出，提供了一种安全的方式来离线存储您的比特币。

比特币钱包不仅有助于存储和管理您的比特币，还使您能够发送、接收和监控您的交易。当您想要发送比特币时，您只需输入收件人的公钥和您要发送的金额，然后用您的私钥签署交易即可。一旦交易被确认，它就会被记录在比特币区块链上，并且你钱包中的余额也会被更新。

尽管具有数字性质，但使用比特币钱包就像使用传统钱包一样简单，这使其成为任何有兴趣使用比特币的人都可以使用的工具。

虚拟货币“易容式”交易如何封堵？

除了参考客户端（bitcoind），还可以使用其他的客户端和资料库去连接比特币网络和数据结构。这些工具都由一系列的编程语言执行，用他们各自的语言为比特币程序提供原生的交互。

其他的执行方式包括：

libbitcoin和sx tools

一款C++，通过命令行完成的全节点多线程客户端与程序库

bitcoinj

一款全节点java客户端和程序库

btcd

一款全节点GO 语言的比特币客户端

Bits of Proof（BOP）

一款Java企业级平台的比特币工具

picocoin

一款轻量级比特币执行客户端

pybitcointools

一款Python语言的比特币程序库

pycoin

另一款Python语言的比特币程序库

在其他的编程语言中，还有许多形式的比特币（程序）库。开发者也尽其所能，一直在尽力创造新的比特币工具。

Libbitcoin程序是一款基于C++层面，可扩展、多线程、模块化的执行工具。它可以支持全节点客户端和一款叫做sx的命令行工具，并可以提供我们本章所讨论的比特币命令相同的功能。Sx工具同时提供了管理和操作工具，是bitcoind所不能提供的，包括type-2型确定性密钥和密码助记工具。

安装sx

若要安装sx工具以及相关libbitcoin库，请在Linux操作系统中下载并安装在线安装包:

现在你应当已经安装好了sx工具。输入没有参数的sx命令来显示帮助文档，帮助文档列出了所有可用的命令（详见附录4）。

pycoin最初由Richard Kiss创立并维护，是一款基于Python库，并可以支持比特币密钥的操作和交易的客户端，甚至可以支持编译语言从而处理非标准交易。

Pycoin库同时支持Python2（2.7x）与Python3，以及一些便于使用的命令行工具，比如ku和tx。如果在Python3的虚拟环境下安装 pycoin0.42，请输入以下命令：

这里有一个简单的Python脚本，通过pycoin库来交易比特币：

btcd是一款基于Go语言的全节点比特币工具。目前，它通过使用精准的规则（包括bugs），下载、验证和服务区块链。它同时依靠新发掘出来的区块来维持交易池，同时依赖没有形成区块的单独交易。在缜密的规则以及检查下，确保了每笔独立交易的安全，并且可以过滤基于矿工需求的交易。

btcd与bitcoind的一个主要区别是btcd不包含比特币钱包的功能，其实这是一个精心的设计。这意味着你不能直接通过btcd进行比特币交易。然而这项功能可以由正在研发的btcwallet与btcgui两个项目提供。另一个显著的区别是btcd同时支持HTTP POST（比如bitcoind）与推荐使用的Websockets两种通信协议的请求。并且btcd的RPC连接默认设置为TLS-开启。

安装btcd

若要安装Windows版btcd，请从GitHub下载并运行msi；如果你已经安装了Go语言，请在Linux中输入以下命令行：

$ go get github.com/conformal/btcd/...

若要更新btcd到最新版本，请输入：

$ go get -u -v github.com/conformal/btcd/...

调试btcd

btcd拥有许多配置选项，可以通过以下命令来查看：

$ btcd --help

btcd预装了许多好用的功能包，比如btcctl。它是一种可以通过RPC来控制和查询的令行工具。Btcd并没有默认开启了RPC服务器，你必须通过以下命令行来配置RPC用户名及密码：

btcd.conf:

若果你想要重写配置，请输入以下命令：

可以通过以下命令来查询一系列的选项：

$ btcctl --help