比特幣基礎(chǔ)知識(shí)介紹課件

Bitcoin—比特幣

Bitcoin—比特幣目錄一、Bitcoin是什么？二、Bitcoin:UndertheHood1、交易（transaction）3、通信網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-peercommunicationnetwork）2、共識(shí)機(jī)制與挖礦（consensusmechanismandmining）三、回歸貨幣的本質(zhì)作用目錄一、Bitcoin是什么？二、Bitcoin:Und一、Bitcoin是什么？

比特幣是一種虛擬貨幣（數(shù)字貨幣）。

比特幣是一種由開源的P2P軟件產(chǎn)生的電子幣，數(shù)字幣，是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬資產(chǎn)。比特幣也被意譯為“比特金”。比特幣基于一套密碼編碼、通過復(fù)雜算法產(chǎn)生，這一規(guī)則不受任何個(gè)人或組織干擾，去中心化；任何人都可以下載并運(yùn)行比特幣客戶端而參與制造比特幣；比特幣利用電子簽名的方式來實(shí)現(xiàn)流通，通過P2P分布式網(wǎng)絡(luò)來核查重復(fù)消費(fèi)。每一塊比特幣的產(chǎn)生、消費(fèi)都會(huì)通過P2P分布式網(wǎng)絡(luò)記錄并告知全網(wǎng)，不存在偽造的可能。一、Bitcoin是什么？比特幣是一種虛擬貨幣（數(shù)一、Bitcoin是什么？比特幣的特點(diǎn)：1.數(shù)字貨幣。2.不依托于任何國(guó)家或組織而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)獨(dú)立發(fā)行。3.通過P2P分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)，無中心點(diǎn)。4.所有人均可自由的參與。5.總量有限，不可再生。6.本身機(jī)制開源，可以被山寨。一、Bitcoin是什么？比特幣的特點(diǎn)：一、Bitcoin是什么？2008年，有人用筆名“中田聰(SatoshiNakamoto)”發(fā)表了一篇論文，論文中描述了比特幣的使用方法，1年后，比特幣的首筆交易完成。(虎嗅注：據(jù)福布斯中文網(wǎng)這篇文章稱，這位采用日本名字的神秘人物已經(jīng)消失在網(wǎng)絡(luò)。沒有人知道他是否真的是日本人，還是一個(gè)龐大的機(jī)構(gòu)?！哆B線》從他的行文措辭推測(cè)，他有可能出生于美國(guó)，甚至有可能是Google公司或美國(guó)國(guó)家安全局的一個(gè)神秘小組的代號(hào)。)一、Bitcoin是什么？2008年，有人用筆名二、Bitcoin:UndertheHood2009年，比特幣誕生。

比特幣是一種通過密碼編碼，在復(fù)雜算法的大量計(jì)算下產(chǎn)生的電子貨幣。由于比特幣在無需第三方監(jiān)管的情況下，在雙方用戶之間直接交易，并且能夠保證交易記錄不被篡改等特性，因此引起了全球的關(guān)注熱潮。

交易數(shù)據(jù)在bitcoin網(wǎng)絡(luò)中通過區(qū)塊永久保存，及每個(gè)區(qū)塊保存最近所有交易，所有的記錄交易的區(qū)塊根據(jù)時(shí)間順序形成一條可追溯鏈，即區(qū)塊鏈。

區(qū)塊鏈作為一種去中心化協(xié)議，通過分布式賬本（或稱之為數(shù)據(jù)庫）這個(gè)載體，能安全地存儲(chǔ)比特幣交易，通過分布在全球的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)確保交易記錄不可偽造和篡改。二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHoodBitcoin中的三大技術(shù)組件分別是：交易（transaction）共識(shí)協(xié)議（consensusprotocol）通信網(wǎng)絡(luò)（peer-to-peercommunicationnetwork）二、Bitcoin:UndertheHoodB二、Bitcoin:UndertheHood

1、交易（transaction）

Bitcoin中最重要的信息就是交易即一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并不存在比交易更高級(jí)別的概念，如：用戶、賬戶、身份等。一個(gè)交易包含一系列的輸入（input）和輸出(output)。交易(transaction)記錄的是本次交易的收入來源（input）和支出（output）。當(dāng)你支出一筆錢的時(shí)候，需要描述你要支出的錢以及收入的來源，并且在支出項(xiàng)中指出交易金額，通過腳本的形式寫明接收者的公鑰（scriptPubKey：ECDSA公鑰的hash），然后用自己的私鑰簽名（scriptSig）認(rèn)可該交易，最后將交易單廣播出去。其中簽名算法用的是ESDSA(橢圓曲線數(shù)字簽名算法)。每一筆交易從當(dāng)前狀態(tài)逐步逆向驗(yàn)證，到最后即最開始的一筆總是“挖礦”所得，即coinbase。二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHood要點(diǎn)：1.交易發(fā)起者的私鑰：私鑰為個(gè)人所知，他人無從知曉。2.前一次交易：前一次交易數(shù)據(jù)說明了該次交易的貨幣的來源（這部分貨幣是怎么到當(dāng)前發(fā)起人這里來的）。3.下一位所有者的公鑰：即交易接收方的地址，此數(shù)據(jù)說明了當(dāng)前交易的目標(biāo)是誰。4.數(shù)字簽名：發(fā)起方將前一次交易數(shù)據(jù)和接收方公鑰連接起來并對(duì)其求Hash值x，再利用自己的私鑰對(duì)x加密，便得到了這份數(shù)字簽名。二、Bitcoin:UndertheHood要點(diǎn)：二、Bitcoin:UndertheHood2、共識(shí)機(jī)制與挖礦（consensusmechanismandmining）如果交易僅僅只是由一個(gè)用戶直接發(fā)送給另外一個(gè)用戶，那么這個(gè)基于交易的電子貨幣系統(tǒng)是不安全的。

采用數(shù)字簽名也僅僅只是保證了一個(gè)交易的輸入輸出記錄未被篡改，根本無法防御double-spendingattack。所謂double-spending即用同樣的coin去發(fā)布兩個(gè)或更多交易，這樣就能夠花費(fèi)比自己持有的資產(chǎn)更多的coin。

因此一個(gè)交易必須由全局確認(rèn)才能添加到區(qū)塊鏈中，這就需要一個(gè)一致性協(xié)議使全局達(dá)成共識(shí)。區(qū)塊鏈通過分布式賬本（或者叫數(shù)據(jù)庫）這個(gè)載體，能安全地存儲(chǔ)比特幣交易數(shù)據(jù)，無需任何中心化機(jī)構(gòu)的審核,確保交易信息不被偽造和篡改。二、Bitcoin:UndertheHood2二、Bitcoin:UndertheHood中本聰發(fā)明了Nakamoto共識(shí)機(jī)制（consensusmechanism）。

這是bitcoin中最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)。共識(shí)機(jī)制由所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的4種獨(dú)立過程相互作用而產(chǎn)生：每個(gè)全節(jié)點(diǎn)依據(jù)綜合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)交易進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證；通過完成工作量證明算法的驗(yàn)算，挖礦節(jié)點(diǎn)將交易記錄獨(dú)立打包進(jìn)新區(qū)塊；每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的對(duì)新區(qū)塊進(jìn)行校驗(yàn)并組裝進(jìn)區(qū)塊鏈；每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行獨(dú)立選擇，在工作量證明機(jī)制下選擇累計(jì)工作量最大的區(qū)塊鏈。計(jì)算出區(qū)塊（block）的礦工將挖礦期間產(chǎn)生的所有交易添加到區(qū)塊中即是對(duì)這些交易的確認(rèn)二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHood

在這其中有兩個(gè)值得注意的地方:第一，在產(chǎn)生區(qū)塊的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出區(qū)塊，這稱之為分叉（fork），中間節(jié)點(diǎn)在確認(rèn)這些區(qū)塊的時(shí)候會(huì)選擇鏈最長(zhǎng)的區(qū)塊，而其他的區(qū)塊（稱之為staleblock）直接被丟棄。第二，這其中存在一個(gè)激勵(lì)機(jī)制，礦工在挖礦產(chǎn)生區(qū)塊會(huì)得到bitcoin的獎(jiǎng)勵(lì)，以促進(jìn)礦工不斷的去挖礦產(chǎn)生新的區(qū)塊。但是激勵(lì)的bitcoin的數(shù)量由最開始的50個(gè)bitcoins以每四年減一半的速度遞減，礦工的收益的另一部分來自于每筆交易產(chǎn)生的手續(xù)費(fèi)，到2140年無幣可獎(jiǎng)勵(lì)的時(shí)候，礦工的獎(jiǎng)勵(lì)將全部來自于交易的手續(xù)費(fèi)。二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHood

3、通信網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-peercommunicationnetwork）新的區(qū)塊以及等待確認(rèn)的交易通過洪泛法的方式廣播到全網(wǎng)中。由于共識(shí)機(jī)制需要全局的節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)，因此需要礦工廣播其產(chǎn)生的block，其他節(jié)點(diǎn)能迅速確認(rèn)。而網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性將對(duì)共識(shí)協(xié)議產(chǎn)生重要影響，原因有二：（1）從一個(gè)區(qū)塊產(chǎn)生到被其他所有節(jié)點(diǎn)所接受的時(shí)間段內(nèi)，任何網(wǎng)絡(luò)延遲都會(huì)增加分叉的概率（分叉的概率越高，staleblocks的數(shù)量越多），這些不一致的狀態(tài)會(huì)降低mainchain的增長(zhǎng)，增加網(wǎng)絡(luò)中的敵手攻擊的優(yōu)勢(shì)，例如double-spendingattack；還會(huì)導(dǎo)致額外的帶寬開銷。（2）礦工可能發(fā)起selfishminingattacks以達(dá)到在區(qū)塊鏈中增加與自己相關(guān)的miningshare，這種攻擊是通過選擇性的保留挖出來的區(qū)塊，逐步發(fā)布。當(dāng)攻擊者控制超過51%的礦工時(shí)，他們將可以使自己計(jì)算的區(qū)塊被確認(rèn)，從而控制整個(gè)系統(tǒng)的交易。二、Bitcoin:UndertheHood三、回歸貨幣的本質(zhì)作用

從技術(shù)進(jìn)步的角度看，比特幣的出現(xiàn)，契合互聯(lián)網(wǎng)的精神：免費(fèi)、自治與反權(quán)威，以更加直接的方式滿足人類的根本需求?；ヂ?lián)網(wǎng)使我們過去認(rèn)為理所應(yīng)當(dāng)?shù)臇|西依次被打破，給了我們重新審視傳統(tǒng)行業(yè)的機(jī)會(huì)。2016年，區(qū)塊鏈成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，其無可信第三方的特性吸引了廣泛的關(guān)注，而區(qū)塊鏈技術(shù)誕生于中本聰（SatoshiNakamoto日裔美國(guó)人）的bitcoin三、回歸貨幣的本質(zhì)作用從技術(shù)進(jìn)步的角度看，比特幣的謝謝大家！謝謝大家！

Bitcoin—比特幣

Bitcoin—比特幣目錄一、Bitcoin是什么？二、Bitcoin:UndertheHood1、交易（transaction）3、通信網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-peercommunicationnetwork）2、共識(shí)機(jī)制與挖礦（consensusmechanismandmining）三、回歸貨幣的本質(zhì)作用目錄一、Bitcoin是什么？二、Bitcoin:Und一、Bitcoin是什么？

比特幣是一種虛擬貨幣（數(shù)字貨幣）。

比特幣是一種由開源的P2P軟件產(chǎn)生的電子幣，數(shù)字幣，是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬資產(chǎn)。比特幣也被意譯為“比特金”。比特幣基于一套密碼編碼、通過復(fù)雜算法產(chǎn)生，這一規(guī)則不受任何個(gè)人或組織干擾，去中心化；任何人都可以下載并運(yùn)行比特幣客戶端而參與制造比特幣；比特幣利用電子簽名的方式來實(shí)現(xiàn)流通，通過P2P分布式網(wǎng)絡(luò)來核查重復(fù)消費(fèi)。每一塊比特幣的產(chǎn)生、消費(fèi)都會(huì)通過P2P分布式網(wǎng)絡(luò)記錄并告知全網(wǎng)，不存在偽造的可能。一、Bitcoin是什么？比特幣是一種虛擬貨幣（數(shù)一、Bitcoin是什么？比特幣的特點(diǎn)：1.數(shù)字貨幣。2.不依托于任何國(guó)家或組織而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)獨(dú)立發(fā)行。3.通過P2P分布式技術(shù)實(shí)現(xiàn)，無中心點(diǎn)。4.所有人均可自由的參與。5.總量有限，不可再生。6.本身機(jī)制開源，可以被山寨。一、Bitcoin是什么？比特幣的特點(diǎn)：一、Bitcoin是什么？2008年，有人用筆名“中田聰(SatoshiNakamoto)”發(fā)表了一篇論文，論文中描述了比特幣的使用方法，1年后，比特幣的首筆交易完成。(虎嗅注：據(jù)福布斯中文網(wǎng)這篇文章稱，這位采用日本名字的神秘人物已經(jīng)消失在網(wǎng)絡(luò)。沒有人知道他是否真的是日本人，還是一個(gè)龐大的機(jī)構(gòu)?！哆B線》從他的行文措辭推測(cè)，他有可能出生于美國(guó)，甚至有可能是Google公司或美國(guó)國(guó)家安全局的一個(gè)神秘小組的代號(hào)。)一、Bitcoin是什么？2008年，有人用筆名二、Bitcoin:UndertheHood2009年，比特幣誕生。

比特幣是一種通過密碼編碼，在復(fù)雜算法的大量計(jì)算下產(chǎn)生的電子貨幣。由于比特幣在無需第三方監(jiān)管的情況下，在雙方用戶之間直接交易，并且能夠保證交易記錄不被篡改等特性，因此引起了全球的關(guān)注熱潮。

交易數(shù)據(jù)在bitcoin網(wǎng)絡(luò)中通過區(qū)塊永久保存，及每個(gè)區(qū)塊保存最近所有交易，所有的記錄交易的區(qū)塊根據(jù)時(shí)間順序形成一條可追溯鏈，即區(qū)塊鏈。

區(qū)塊鏈作為一種去中心化協(xié)議，通過分布式賬本（或稱之為數(shù)據(jù)庫）這個(gè)載體，能安全地存儲(chǔ)比特幣交易，通過分布在全球的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)確保交易記錄不可偽造和篡改。二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHoodBitcoin中的三大技術(shù)組件分別是：交易（transaction）共識(shí)協(xié)議（consensusprotocol）通信網(wǎng)絡(luò)（peer-to-peercommunicationnetwork）二、Bitcoin:UndertheHoodB二、Bitcoin:UndertheHood

1、交易（transaction）

Bitcoin中最重要的信息就是交易即一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并不存在比交易更高級(jí)別的概念，如：用戶、賬戶、身份等。一個(gè)交易包含一系列的輸入（input）和輸出(output)。交易(transaction)記錄的是本次交易的收入來源（input）和支出（output）。當(dāng)你支出一筆錢的時(shí)候，需要描述你要支出的錢以及收入的來源，并且在支出項(xiàng)中指出交易金額，通過腳本的形式寫明接收者的公鑰（scriptPubKey：ECDSA公鑰的hash），然后用自己的私鑰簽名（scriptSig）認(rèn)可該交易，最后將交易單廣播出去。其中簽名算法用的是ESDSA(橢圓曲線數(shù)字簽名算法)。每一筆交易從當(dāng)前狀態(tài)逐步逆向驗(yàn)證，到最后即最開始的一筆總是“挖礦”所得，即coinbase。二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHood要點(diǎn)：1.交易發(fā)起者的私鑰：私鑰為個(gè)人所知，他人無從知曉。2.前一次交易：前一次交易數(shù)據(jù)說明了該次交易的貨幣的來源（這部分貨幣是怎么到當(dāng)前發(fā)起人這里來的）。3.下一位所有者的公鑰：即交易接收方的地址，此數(shù)據(jù)說明了當(dāng)前交易的目標(biāo)是誰。4.數(shù)字簽名：發(fā)起方將前一次交易數(shù)據(jù)和接收方公鑰連接起來并對(duì)其求Hash值x，再利用自己的私鑰對(duì)x加密，便得到了這份數(shù)字簽名。二、Bitcoin:UndertheHood要點(diǎn)：二、Bitcoin:UndertheHood2、共識(shí)機(jī)制與挖礦（consensusmechanismandmining）如果交易僅僅只是由一個(gè)用戶直接發(fā)送給另外一個(gè)用戶，那么這個(gè)基于交易的電子貨幣系統(tǒng)是不安全的。

采用數(shù)字簽名也僅僅只是保證了一個(gè)交易的輸入輸出記錄未被篡改，根本無法防御double-spendingattack。所謂double-spending即用同樣的coin去發(fā)布兩個(gè)或更多交易，這樣就能夠花費(fèi)比自己持有的資產(chǎn)更多的coin。

因此一個(gè)交易必須由全局確認(rèn)才能添加到區(qū)塊鏈中，這就需要一個(gè)一致性協(xié)議使全局達(dá)成共識(shí)。區(qū)塊鏈通過分布式賬本（或者叫數(shù)據(jù)庫）這個(gè)載體，能安全地存儲(chǔ)比特幣交易數(shù)據(jù)，無需任何中心化機(jī)構(gòu)的審核,確保交易信息不被偽造和篡改。二、Bitcoin:UndertheHood2二、Bitcoin:UndertheHood中本聰發(fā)明了Nakamoto共識(shí)機(jī)制（consensusmechanism）。

這是bitcoin中最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)。共識(shí)機(jī)制由所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的4種獨(dú)立過程相互作用而產(chǎn)生：每個(gè)全節(jié)點(diǎn)依據(jù)綜合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)交易進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證；通過完成工作量證明算法的驗(yàn)算，挖礦節(jié)點(diǎn)將交易記錄獨(dú)立打包進(jìn)新區(qū)塊；每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的對(duì)新區(qū)塊進(jìn)行校驗(yàn)并組裝進(jìn)區(qū)塊鏈；每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行獨(dú)立選擇，在工作量證明機(jī)制下選擇累計(jì)工作量最大的區(qū)塊鏈。計(jì)算出區(qū)塊（block）的礦工將挖礦期間產(chǎn)生的所有交易添加到區(qū)塊中即是對(duì)這些交易的確認(rèn)二、Bitcoin:UndertheHood二、Bitcoin:UndertheHood

在這其中有兩個(gè)值得注意的地方:第一，在產(chǎn)生區(qū)塊的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出區(qū)塊，這稱之為分叉（fork），中間節(jié)點(diǎn)在確認(rèn)這些區(qū)塊的時(shí)候會(huì)選擇鏈最長(zhǎng)的區(qū)塊，而其他的區(qū)塊（稱之為staleblock）直接被丟棄。第二，這其中存在一個(gè)激勵(lì)機(jī)制，礦工在挖礦產(chǎn)生區(qū)塊會(huì)得到bitcoin的獎(jiǎng)勵(lì)，以促進(jìn)礦工不斷的去挖礦產(chǎn)生新的區(qū)塊。但是激勵(lì)的bitcoin的數(shù)量由最開始的50個(gè)bitcoins以每四年減一半的速度遞減，礦工的收益的另一部分來自于每筆交易產(chǎn)生的手續(xù)費(fèi)，到2140年無幣可獎(jiǎng)勵(lì)的時(shí)候，礦工的獎(jiǎng)勵(lì)將全部來自于交易的手續(xù)費(fèi)。二、