什么是比特币？比特币全面剖析
章节
第1章：比特币简介
内容导览
比特币是什么？
比特币有什么用途？
比特币的价值何在？
比特币具有去中心化、抗审查、安全和无国界的特性。
基于上述特性，比特币的优势用例包括国际汇款和支付，有效保障个人身份隐私（使用借记卡或信用卡容易暴露个人身份信息）。
比特币系统如何运作？
在比特币系统中，资金发送的方式不是大部分人想象中的现金数字化转移。如果Alice向Bob转账，过程更像是Alice在任何人可见的账本上记录她给Bob转1美元。如果Carol要向Bob收1美元，她可以从同一副账本上看到Bob确实有1美元。
这里的账本就是所谓的“区块链”数据库。所有参与者共享同一份数据副本；该副本储存于参与者的设备中，数据更新在所有相连设备中同步进行。
区块链是什么？
比特币合法吗？
比特币在大多数国家都是完全合法的，只有少数例外。尽管如此，投资前务必先了解自己所在管辖区的相关法律。
在比特币的合法地区，政府机构采取各异的相关税收和规章。整体而言，这方面的管制尚未开发完善，将来很可能出现重大变数。
比特币简史
谁发明了比特币？
是中本聪发明了区块链技术吗？
实际上，比特币涉及到的多项技术已经存在了一段时间。区块链的概念并非因比特币而生，不可变更的数据架构可追溯至1990年代早期。当时Stuart Haber和W. Scott Stornetta构想出一种为文件添加时间戳的系统。它依靠加密技术来保障数据安全、避免篡改，跟今天的区块链很相似。
有趣的是，中本聪的白皮书并没有提到“区块链”一词。
比特币之前的数字货币
比特币不是数字货币的首例，但绝对是最成功的。过去的尝试为中本聪的发明打下基础。
DigiCash
DigiCash的模式属于中心化系统，但不是为一次有趣的实验。公司后来破产，David Chaum将原因归咎为电子商务在当时尚未发展起来。
B-money
虽然B-money最终止步在起草阶段，不难看出它对比特币的影响。
Bit Gold
和B-money一样，Bit Gold没有得到开发。然而，Bit Gold与比特币的诸多共性巩固了前者的先驱地位。
第2章：比特币从何而来？
内容导览
比特币如何生成？
比特币的总量是多少？
比特币挖矿如何进行？
虽然创建区块的成本较高，检查区块的成本却很低。如果有人企图作弊、提交不合格的区块，请求会立即遭到网络的拒绝，该矿工亦无法收回挖矿成本。
创建区块耗时多长？
比特币协议会机动调整挖矿难度，将生块时间控制在10分钟左右。两个相连区块的间隔创建时间不一定是正好10分钟，而是围绕着这个值上下浮动。
第3章：开始使用比特币
内容导览
如何购买比特币？
如何用信用卡/借记卡购买比特币
借助币安平台，你可在网络浏览器上无缝购买比特币。方法是：
- 登陆数字货币买卖门户。
- 选择买入币种和支付币种。
- 登陆币安账户；未有账户者需先行注册。
- 选择支付方式。
- 按照提示输入银行卡信息，然后完成身份认证。
- 搞定！相应的比特币会记录在你的币安账户上。
如何在点对点市场上购买比特币
- 打开APP，然后登陆或注册账户。
- 选择“一键换币“，然后点击界面左上角的“购买”。
- 在弹出的交易类型中选择一种，然后点击“购买 “。
- 你可以使用其他数字货币支付（点击“数字货币支付”）或使用法币支付（点击“法币支付”）。
- 接着，系统会要求你指定支付方式。
- 选择“购买BTC”。
- 此时，你需要付款。完成后，点击“标记为已付”并确认。
- 待卖方把BTC发送给你，交易即告完成。
比特币可以用来买什么？
比特币可以用来买很多东西。现阶段难以将接受比特币的实体商家逐一找出（虽然不是不可能）。不妨在网上搜寻，有些网站接受比特币支付；有些会允许顾客先用比特币购买礼品卡，再用礼品卡支付服务。
以下几个例子是比特币可以购买的物品：
- 飞机票
- 酒店房间
- 房地产
- 食品和饮料
- 服装
- 礼品卡
- 在线订阅
比特币可以在哪里消费？
消费比特币的地方越来越多！一起来看几个例子。
TravelbyBit
不想在环游世界时为巨额信用卡手续费操心？不妨在TravelbyBit上使用比特币等数字货币订购机票和酒店。注册并使用数字货币消费可享受九折优惠。
Spendabit
搜素引擎Spendabit可助你找到“比特币友好”的产品。你只需输入想买的东西，系统就会找出一系列支持比特币支付的商家。
Coinmap
Coinmap可以定位你所在区域的数字货币商家和ATM。如果你渴望找个地方消费比特币，这个平台是你的理想选择。
Bitrefill
丢失了比特币怎么办？
比特币交易是否可以逆转？
比特币可以用来赚钱吗？
如何储存比特币？
储存比特币的方式有多种，各有各的优势和短板。
储存在币安
将比特币托管在币安，用户可轻松执行交易和借贷。
储存在比特币钱包
与托管方案相反，非托管方案代表用户自行掌控资金，需要用到“钱包”。钱包保管的不是资金本身，而是在区块链上解锁资金的密钥。钱包的类型主要有两种：
热钱包
冷钱包
无法连接互联网的钱包称为“冷钱包”。因为缺乏线上攻击途径，冷钱包相对更安全，但用户体验一般较差。冷钱包类型包括硬件钱包和纸钱包。。
第4章：比特币减半
内容导览
比特币减半是什么？
比特币减半其实就是区块奖励减少。减半发生后，矿工所得的新区块验证奖金会比之前少一倍，但交易费不受影响。
比特币减半如何进行？
比特币刚推出时，矿工每找到一个有效区块可得到50BTC的奖金。
首次减半发生在2012年11月28日。当时，协议将区块奖励从50BTC压缩至25BTC。第二次减半发生在2016年7月9日，区块奖金从25BTC下降至12.5BTC。下一次减半预计在2020年5月发生，区块奖金将跌至6.25BTC。
为什么会出现比特币减半？
这是比特币的主要卖点之一，但中本聪从未充分解释为何将总供应量限制在2100万。部分人士推测，2100万仅仅来自于50BTC初始区块奖金和21万区块减半周期的简单计算。
挖矿速度的限制亦是合理的设定。毕竟，50%的比特币总供应量已在第210,000个区块之前（即2012年之前）挖出。如果区块奖金保持不变，所有的比特币会在2016年前进入流通。
减半机制保障挖矿时间可以延长至100年以上，让系统有足够的时间吸引用户，以便手续费市场顺利成长。
比特币减半有什么影响？
受减半影响最大的群体是矿工，因为区块奖金是他们所得利润的重头。区块奖金减半意味着收益减半。虽然手续费不受影响，但迄今为止的手续费仍无法与区块奖金匹敌。
因此，减半后的区块奖金对部分矿工而言可能不再合算。无人知道整个行业将如何受此影响。区块奖金减少可能造成网络趋向中心化，亦可能推进挖矿技术的效率。
就过往记录而言，比特币价格会在减半发生后暴涨。当然，可参考的数据非常有限，因为减半只发生过2次。许多人将此价格走势归因于比特币的稀缺而得到更高的市场估值，是减半引发的现象。该理论的支持者认为2020年5月之后，比特币价值将再度飞升。
下一次比特币减半是什么时候？
第5章：常见误区
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比特币用户是否匿名？
比特币是骗局吗？
不。与法币同理，比特币也可以用于非法活动中，但不代表比特币本身具有诈骗性质。
比特币是泡沫吗？
由于比特币具有去中心化数字商品的特性，其价格完全取决于自由市场的猜测。比特币价格虽然受到很多因素的影响，但这些因素最终还是以市场供求的形式推动价格走势。由于数量有限和严格的发行时间，比特币的长远需求会超过供应量。
与传统市场相比，数字货币市场的规模较小。这意味着比特币等数字资产的波动较大，容易出现短期的市场供求失衡。
比特币是否使用加密法？
值得注意的是，许多应用程序和数字货币钱包使用加密法和密码保障账户安全；但加密法与区块链并不相干，只是许多项目将两者整合到一起。
第 6 章：比特币扩容能力
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扩容能力是什么？
扩容能力用于衡量系统是否能够满足需求的增长。如果网络因为请求太多而过载，可选择添加服务器。如果想让电脑运行更多密集型应用程序，可选择升级电脑的硬件。
在数字货币的语境中，“扩容能力”描述区块链是否能够容易升级，处理更多交易。
为什么比特币需要扩容？
为了应付日常支付，比特币系统必须够快。目前为止，比特币网络的吞吐量相对较低，意味着每个区块能够处理的交易数量相当有限。
正如前文所述，提交有效区块的矿工可获得交易手续费。这笔手续费由用户支付，目的是激励矿工将交易写入区块。
比特币网络可以处理多少笔交易？
比特币系统不受数据中心的管理，升级无法由单一的组织随意决定，因此比特币区块大小必须设限。区块确实可以容纳每秒10,000笔交易，但这样的设定会降低网络的去中心化程度。全节点需要每隔10分钟下载新区块的信息；如果这个过程太麻烦，节点可能会选择退出。
比特币爱好者认为，如果系统要应用于支付，需要通过其他方式实现有效扩容。
闪电网络是什么？
闪电网络能够实现近乎即时的资金转移且免费，吞吐量亦不受限制（只要用户有能力收发资金）。使用比特币闪电网络的方法是：两位参与者将一定数量的比特币锁定在一个特殊地址内；该地址有一个特性，即在双方同意的情况下才会解锁资金。
此时，双方便共享了一个私密账本；该账本可以自行分配余额而无需知会主链。交易完成后便可通知主链，由主链协议更新交易双方的余额。在这个过程中，交易双方亦无需相互信任。如果任意一方试图作弊，协议会自动检测出来并施予惩罚。
这样的支付渠道总共只要求用户进行两次链上交易：第一次是为地址充值，第二次是分发资金。因此，数千笔转账得以在两次交易之间进行。随着未来的开发和优化，第二层技术可能成为庞大区块链系统的关键组成。
分叉是什么？
因为比特币系统实行开源制，任何人都可进行编辑，比如按照不同需求增加新规则或删除旧规则。然而，并非所有编辑都“生而平等”；有些更新会让节点无法与网络兼容，有些则会造成向下兼容。
软分叉
旧版节点仍可接收或广播区块。在这种情况下，新网络可覆盖所有节点而不受规则版本的限制。
从下面的动画可以看到，容量较小的新区块得到新旧版节点的接纳。然而，新节点不会认可2MB区块，因为它们需要遵循新规则。
硬分叉
上图中的黑链代表原始区块链，第二个区块是硬分叉发生的地方。自此，新版节点开始创建容量更大的区块（绿色区块）。旧版节点不认可这些区块，于是向不同的方向发展。区块链变成了两条，共同历史记录截止到第二个区块。
此时，网络协议有两种，各自使用不同的货币。所有账户的余额从原始记录中克隆到新链；用户若在分叉前拥有20BTC，将在两条支链上各拥有一个账户，余额分别为20BTC和20新BTC。
2017年，比特币网络发生一次争议颇大的硬分叉，跟上述情况类似。少数用户希望扩大区块容量，从而提高吞吐量和降低手续费。其他用户则认为该扩容策略失当。最终，硬分叉产生了Bitcoin Cash（BCH），从比特币网络中独立出来，形成专属的社群和发展路线。
第7章：参与比特币网络
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比特币节点是什么？
术语“比特币节点”用于描述一类程序，以特定的方式与比特币网络互动。节点可以是运行比特币钱包的手机，也可能是储存比特币区块链完整记录的专用电脑。
节点分为不同的类型，各自执行特定的功能。所有这些节点都是网络的通信点，相互传达网络内的交易和区块信息。
比特币节点如何运作？
全节点
全节点是比特币保持去中心化的关键。它们负责下载、验证区块和交易，将相关信息广播到整个网络。由于每个全节点独立检验信息的真伪，用户在网络内做任何事情都无需依赖第三方，
比特币全节点的全球分布。图片来源：bitnodes.earn.com
轻节点
轻节点在执行能力方面不如全节点，但前者的资源需求也相对较低。用户可通过轻节点接入网络，而无需运行全节点的所有功能。
对于受带宽或储存空间限制的设备，轻节点是理想选择。因此，轻节点在桌面电脑和移动钱包中很常见。由于无法进行验证，轻节点只能依赖全节点。
挖矿节点
挖矿节点是在全节点的基础上，额外执行另一项任务：创建区块。正如上文所提到，挖矿需要专门的设备和软件，目的是为区块链添加新数据。
挖矿节点将采集到的待处理交易，连同其他信息进行散列运算，得出一个数值。如果数值低于协议设定的目标阈值，该区块则视为有效，可以向其他全节点发出广播。
如果想要独立进行挖矿，矿工必须先运行全节点功能。否则，矿工无法得知区块中的交易信息。
参与者如果想挖矿但无法运行全节点功能，可连接到服务器，获取所需信息。比如，矿池（即与其他节点合作）只要求其中一个节点运行全节点功能。
如何运行比特币全节点
全节点对开发者、商户和终端用户有利。在自有的硬件里运行“比特币核心”客户端，用户的隐私和安全得到更高的保障，比特币网络因而更加稳固。用户若使用全节点，参与网络互动时无需依赖任何人。
一些面向比特币的公司提供“即插即用”节点，将预制硬件直接发送给用户。用户只需为硬件接入电源，即可开始下载区块链。这种方法可能更适合技术层次较低的用户，但成本远高于自行组装硬件。
大部分情况下，一部旧台式或手提电脑就足够。然而，日常使用的电脑不宜运行全节点，避免运行速度受到严重制约。随着区块链持续增长，用户必须确保设备拥有足够空间，容纳完整的区块链记录。
1TB的硬盘可以满足未来数年的数据量，前提是区块容量不出现重大变化。其他硬件要求包括2GB RAM（大部分电脑的原装配置一般会更高）和大量带宽。
如何进行比特币挖矿？
比特币处于起步阶段时，手提电脑可以满足区块创建的需求。当时，比特币名不经传，挖矿竞争几乎不存在。由于网络尚不活跃，协议自然会设定较低的挖矿难度。
现在，比特币挖矿需要巨大的投入，包括硬件和能源。截止至撰稿时，一台优秀的挖矿设备能够执行每秒10万亿次的操作。伴随高效而来的是高能耗。除非拥有多台挖矿机和廉价电力，一般矿工很难通过比特币挖矿获利。
然而，有了恰当的设备，建立挖矿作业相当直接——许多ASIC设备自带软件。常见的做法是将挖矿机接入矿池，与其他人合作挖矿。如果矿池成功创建区块，区块奖金会按照散列率比例分配给各个合作矿工。
挖矿需要多长时间？
谁可以向比特币系统贡献代码？
“比特币核心”软件采用开源制，意味着任何人都可贡献代码。用户可以提议新功能，经过审查后添加至7万多行的代码之中；亦可报告错误、翻译文档或改进文档。
软件变更需要经过严格的审核。毕竟，系统处理的资金多大数千亿美元，必须保证没有任何漏洞。