BUSINESS REPORT
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比特币技术分享
比特币： 一种点对点的电子现金系统
中本聪提出了一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的金融机构。虽然数字签名（Digital Signatures）部分解决了这个问题，但是如果仍然需要第三方的支持才能防止双重支付（double-spending）的话，那么这种系统也就失去了存在的价值。
CONTENTS
比特币解决的问题
交易流程
共识机制
网络运行过程
攻击与算力竞争
其它特性
点对点支付，去中心化，防止双重支付，交易记录不可更改
比特币解决的问题
1
比特币是一种数字货币，通过网络来支付，相比纸币等传统货币具有很大的灵活性。
数字货币
比特币可以像纸币一样进行点对点支付，无需可信的第三方介入。
点对点支付
传统的数字货币难以在没有可信第三方的情况下防止双重支付。
防止双重支付
交易一旦成功，就永远无法撤销或更改，保障收款方的利益。
交易记录不可更改
私钥，公钥，散列值，地址
交易流程
2
比特币账户（地址）的产生
通过随机数发生器生成一个256bit的随机数，并使用该随机数作为账户的私钥。 比特币采用椭圆曲线签名算法（ECDSA）来对数据进行签名和验证，具体使用的是secp256k1曲线。通过ECC乘法可以计算出对应的公钥。 对公钥进行两次散列运算，得到公钥的散列值。 公钥散列值加上版本号和校验码后，进行base58编码可得到地址。
总结
通过私钥可以推导出一切，是操纵该比特币账户的所有权利，所以必须妥善保管好私钥，不能泄漏。 公钥的散列值与地址之间通过base58编码来相互转换，所以两者是等价的。 比特币的发送者使用私钥来对交易进行签名，接收者使用公钥来对交易进行验证。
1
2
3
发送者对交易进行签名
签名
发送者将签名后的交易 广播到比特币网络
广播
接收者对交易及签名进行验证
验证
？
通过数字签名虽然可以证明一笔交易的合法性，但是仍然无法阻止支付者构造两笔或多笔同时具有合法签名的交易，把同一笔钱支付多次。
有一个问题
双重支付怎么办？
通常的解决方案
引入信得过的第三方权威，或者类似于造币厂的机构，来对每一笔交易进行检验，以防止双重支付。 造币厂获悉所有的交易，并且决定了交易完成的先后顺序。 该解决方案的问题在于，整个货币系统的命运完全依赖于运作造币厂的公司，因为每一笔交易都要经过该造币厂的确认。
比特币的解决方案
交易信息应当被公开宣布（publicly announced）。 整个系统内的所有参与者，都有唯一公认的历史交易序列。 收款人需要确保在交易期间绝大多数的节点都认同该交易是首次出现。
如何防止双重支付
工作量证明，可追溯不可篡改，挖矿
共识机制
3
将一段时间内的交易放入一个区块中 通过不断改变区块中的随机数，来尝试碰撞出一个符合要求的区块散列值 一旦找到符合要求的散列值，即认为完成了一次工作量证明，该区块中的交易将被记录在账本中 将上一个区块的散列值放入下一个区块中，形成一个链条（区块链）
比特币是一种分布式账本，由于网络延迟、地域原因、不诚实节点等问题，每个参与者的视角都不一样。需要一种共识机制来确保所有参与者都具有统一的账本和相同的交易序列。
5,000
nodes
分布式账本的共识机制
工作量证明（Proof-of-Work）
自动调节
不可更改
激励机制
寻找一个符合难度要求的区块散列值非常困难，需要不断地进行散列碰撞。而检验一个区块的散列值是否符合难度要求，则非常容易，只需要进行一次散列运算即可。
硬件的运算速度在高速增长，且节点参与网络的程度会有所起伏。如果区块生成的速度过快，那么系统将自动提高区块的难度，从而保证了每小时生成区块的数量为某一预设的平均数。
除非重新完成相当的工作量，否则该区块的信息就不可更改。由于之后的区块是链接在该区块之后的，所以想要更改该区块中的信息，就还需要重新完成之后所有区块的全部工作量。
完成工作量证明需要消耗大量的电力，因此对每个区块的第一笔交易进行特殊化处理，该交易产生一枚由该区块创造者拥有的新的电子货币作为奖励。另外一个激励来源则是交易费。