比特币是什么?
比特币是为解决信任问题而开发的金融交易系统。它开发软件的方式是通过算法来确保信任。
信任问题是什么?
在正常的数字交易中，存在着一个叫做“双重消费”的问题。数字货币可以不止一次地消费，这是一个双重消费的问题。因此，在某种意义上，我们必须保持对它们的信任。在我们的交易中给予外部信任，本质上是有问题的，因为他们控制着我们的交易。为了消除对第三方的这种控制，需要发展一种系统，以确保数字交易的信任，而不需要第三方的参与。比特币也有同样的功能。
比特币如何确保信任?
比特币是区块链技术的开端。比特币是一种电子货币，它是一串数字签名。每个所有者通过对之前交易的哈希值和下一个所有者的公钥进行数字签名，并将其添加到代币的末尾，从而将代币转移给另一个人。收到代币的人可以验证签名来认领代币的所有权。
比特币——数字签名链
不仅是数字签名，还有另一种机制叫做时间戳服务器。有一个时间戳服务器，它对每个哈希值和时间戳进行概化，并将所有时间戳存储在一个链中。这就像在报纸上刊登每一笔交易一样。但其一旦发布，就无法更改。
工作量证明:
我们已经理解，我们需要一个时间戳服务器来公开交易记录，这样就不会有人可以对它们进行篡改。但如果它是一个集中式服务器，数据仍然有被篡改的可能。这就是为什么需要一个分散式服务器网络来存储和验证每个交易。工作量证明是用于验证交易哈希值的计算能力。这些木块只有在经过工作量证明后才能加到链条上。节点越老实，修改链的硬度就越大。
过程:
1. 新交易将广播到所有节点。
2. 每个节点将新交易收集到一个块中。
3. 每个节点都要为其块找到一个困难的工作量证明。
4. 当一个节点发现一个工作量证明时，它将该块广播给所有节点。
5. 只有当其中的所有交易都是有效的且尚未使用时，节点才接受该块。
6. 节点通过创建链中的下一个块来表示它们对块的接受程度，使用接受块的哈希值作为前一个哈希值
节点总是认为最长的链是正确的，并将继续扩展它。
如何生成比特币以及如何激励节点?
按照惯例，第一个积木的创造者拥有第一枚代币。从那时起，所有共享计算能力的节点都得到了激励。共享计算能力被称为挖掘代币的能力。从那时起，将不会有新的代币产生。只有区块链中的记录才是交易的记录。
如果链不断增长，如何管理磁盘空间?
在这里，交易使用哈希树(Merkle树)存储。在块的哈希值中，只包含根哈希值。正因为如此，老木块可以通过砍下树枝来移除。
比特币交易的哈希树
简化了支付验证
可以在不运行整个网络节点的情况下验证付款。获取最长链的块标头副本，并在其上验证交易，而不是运行对所有网络节点的验证。这种验证是可靠的，只要诚实的节点拥有网络中最长的链。即使有人计划攻击，挖掘对攻击者来说也会更有利可图，而不是将他们的计算能力用于攻击。这次攻击代价高昂，几乎是不可能的。
隐私
在传统的交易模型中，所有的交易历史记录都保存在一个中央数据库中，使用一个可信的第三方可以访问发送方和接收方的详细信息。在比特币系统中，数据是公开的，但隐私化是可以实现的。由于每个用户都有一个公钥和一个私钥，交易使用匿名私钥来维护记录。这使得在区块链上观察交易的人知道正在发生一些交易，但是他们仍然不知道谁在发送钱，谁在接收钱。
比特币中的隐私模型
结论
使用比特币作为交易系统的主要好处是信任和安全。比特币建立信任，因为它的交易历史将由多个独立节点记录，任何一方都无法轻易修改。它更安全，因为它的实现使得攻击者很难操作区块链中呈现的数据。因此，比特币催生了一种名为区块链的新技术，在此基础上开发了许多其他应用程序，而信任和安全是这些应用程序的主要因素。
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