【区块链】比特币白皮书简介

李明燮(li_mingxie)

2022-10-19

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这篇文章简单的整理了比特币白皮书的相关内容。

当初我刚开始对区块链感兴趣的时候，直接看了比特币的白皮书，
感到一头雾水，根本就看不明白到底是在说什么。
虽说只有8页(中文9页)的篇幅，而且主要内容不到6页，后面页是讲计算相关的。
建议大家也是不要直接看白皮书，先找找资料了解一下比特币的一些概念和大致的结构。
要不会很有可能跟我一样…^^;;

比特的白皮书下载地址:
https://bitcoin.org/en/bitcoin-paper
有中文版，如果不是英语大神，大部分的人都会看中文版吧?

比特币的白皮书一共有11个部分组成。下面是我对比特币白皮书的每个部分的理解和简介。

摘要Abstract

比特币是实现点对点电子货币系统，为了实现去中心化的货币系统，
需要数字签名，hash算法，以及工作量证明等技术。

要通过于密码学原理建立一个去中心化的交易系统，
为了解决双重支付问题，需要基于时间把交易串起来验证交易的是否重复。
只要大部分的节点是诚实的话，这个系统就安全。

比特币是基于交易的系统。为了安全和意思每个交易需要验证存的是公钥和hash值。但是没有中央服务器，所以为了确认双重支付问题，
需要验证上一笔交易的的有效性和有没有使用过的记录。所以收款人在每笔交易时，都需要多数节点认同此交易是最先收到的证据。

每个时间戳的哈希值都纳入了上一个时间戳，形成一条链，
后面的时间戳进一步增强前一个时间戳。

这部分解释的很官方，如果之前没有看过相关资料比较难理解。
其实简单的说就是区块打包权利的争取。

比特币的系统是由一个个的区块组成的。
每个区块的头部都包含着下一个区块的哈希指针，形成一个链表。

比特币系统是去中心化的系统，存在很多节点，那这么多节点中谁打包交易创建一个新的区块呢？
大家一起求一个随机数，谁先求出来，谁就可以先打包交易创建区块，广播出去。

求随机数的简单逻辑是，打包好交易的值 + 随机数算hash值，
这个hash值小于某个值(通过难度值算出), 就可以打包好区块，广播到各各节点。

算hash值的时候，哪怕有小小的变化，hash值就有天壤之别。
所以这个随机数是没有什么判断依据的，只能是一个一个的算求这个随机数。这一个为了区块打包权利，一直求随机数的的一过程就叫工作量证明。

这个随机数的难度值是会整个系统的处快速度为依据自动调整。

这部分白皮书整理的很明确运行网络的步骤如下:

这需要注意的是如果同时有两个地方求出了上述随机数出现2个区块的话，
过些时间看在哪个区块的后面先最佳区块形成更长的链。
这样短的链就会被抛弃，大家都往更长的链写入下一个区块了。

工作量证明又耗时，耗资源。谁愿意去做？
所以需要有个激励机制去鼓励大家去做工作量证明。

这里有2个机制： 1.打包区块的人给出块奖励。50个比特币开始，大约没四年减半，现在出块奖励是6.25个比特币 2.打包区块的人收交易手续费。

比特币系统设置是大约没10分钟会出一个区块，这些区块的内容搜需要保存对磁盘存储的压力也很大。
所以使用默克尔树的结构，只存储头部信息，以便于不是全节点系统节省磁盘空间。
merkle tree的解释需要一些篇幅，相关的内容可以自行查找。

交易的验证也是跟克尔树的结构有关。
简单的说利用了hash算法的特性，可以跟自己头部的hash值和对应交易单的hash值
比较合法性，这样就大大的简化了验证方式。

因为比特币是交易单位基础的货币系统，所以交易时的币未必来源于一个交易。
当输入的交易单很多的时候，输出的交易单仍然是2个，一个是收货的交易单，一个是找零的交易单。

隐私部分是每个人都是用自己的公钥加密保存交易单的。
所以想是用改货币，需要用自己的私钥解密才能适用。
加上公钥是无法推断出私钥，所以保证的是别人无法知道你的信息。
但是可以知道你的公钥相关的交易单。

这部分是解释了，这系统的计算逻辑，有点复杂没细看…^^;;

比特币系统是通过密码学原理，链表的结构保障系统的安全和隐私，
使用工作量证明，防范恶意节点的攻击，
追加最长节点的方式处理，结构和数据上的冲突。
前提是一半以上的算力是是诚实节点。

欢迎大家的意见和交流

email: li_mingxie@163.com