第五课：比特币白皮书详细分析

比特币白皮书详细分析

1、比特币系统

比特币系统是一个去中心化的分布式P2P 交易系统，通过时间戳来解决双重支付，通过POW 共识机制解决51%攻击问题。

2、比特币交易

该图为一个交易链，一笔资金在交易者0—>1—>2—>3 之间进行流通。可以看出这个Tx 是由交易者1 发起的，hash 的输入是prev Tx 和下一个交易者（交易者2）的公钥，进行hash。结果被交易者1 的私钥进行签名，之后把这笔交易广播出去，其它矿工节点进行将Tx 打包到最长的区块链上，则说明交易有效。其实交易的流程可总结为下面：

l 产生新交易

l 签名加密

l 交易在比特币网络中传播

l 整合交易&构建新区块

l 挖矿

l 新区块连接到区块链

3、交易打包

每笔交易都是以hash 值得形式被矿工打包之后放在区块当中，交易在区块当中是通过Merk 树的方式连接，比特币系统当中每笔交易有固定大小，区块按容量大小划分，当区块满的时候，接下来的交易只能放在下一个区块当中。这些区块都有一个参数叫做时间戳，是为了让区块当中的信息时间单向记录和防止篡改。

但是这中间也存在优先级的问题，手续费越高，那么你的那笔交易就会优先被矿工打包。手续费是你在进行一笔交易当中自己人为设定的。比如你有了2BTC，交易需要1.5BTC。有一个交易费选项，你填上交易费0.01BTC 或者别的。但是可别不填，那样的话默认交易费用为0.5（2-1.5）BTC，那样就真的坑死人不偿命。

4、SHA256 算法

SHA256（SHA256（版本号+前一区块哈希值+Merkle 根哈希+时间戳+难度值+ 随机数））≤ 目标值。能否挖到矿取决于能否通过算力不断选择的随机数带入之后能够满足这个式子。难度值会动态调整来保证比特币系统当中每10 分钟出一个块。因为总算李在不断地增加，POW 共识机制说的就是但股全网有51%的算力来背叛，就可以进行攻击，但是这样的成本和难度太大。但是POOL 池的出现，大家合作挖矿，如果几个大的POOL 池联合，有没有可能去进行违规操作，这个我也说不好。

5、比特币网络运行

运行该网络的步骤如下：

l 1) 新的交易向全网进行广播；

l 2) 每一个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中；

l 3) 每个节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明；

l 4) 当一个节点找到了一个工作量证明，它就向全网进行广播；

l 5) 当且仅当包含在该区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性；

l 6) 其他节点表示他们接受该区块，而表示接受的方法，则是在跟随该区块的末尾，制造新的区块以延长该链条，而将被接受区块的随机散列值视为先于新区快的随机散列值。

这里需要给大家解释一下对于区块链什么叫最长的链？最长的链就是区块的高度最高（区块的告诉指的是区块的个数，最开始的区块序列号为1，之后就是2,3,4...）为什么需要6 个块进行验证，其实目的就是确定最长的链，这个数字可以不是6，是其它的数字。

节点只保存区块头信息，对一笔交易或者数据进行验证看是否被修改，只需要对他进行哈希，看哈希之后结果是否和他一样，若一样则未被篡改。早期的比特币账本数据量较小，全网节点实际都是全节点（存储账本所有数据），但是中本聪在设计初已经预见到账本容量随着时间持续膨胀，全节点的负担将会越来越重。此时可以使用只保留区块头的方式，利用梅克尔树来验证交易，这样可以大大减少节点的存储占用空间。

7、比特币的优缺点

（1） 优点

l 完全去处中心化，没有发行机构，也就不可能操纵发行数量。其发行与流通，是通过开源的p2p 算法实现。

l 匿名、免税、免监管。

l 健壮性。比特币完全依赖p2p 网络，无发行中心，所以外部无法关闭它。比特币价格可能波动、崩盘，多国政府可能宣布它非法，但比特币和比特币庞大的p2p 网络不会消失。

l 无国界、跨境。跨国汇款，会经过层层外汇管制机构，而且交易记录会被多方记录在案。但如果用比特币交易，直接输入数字地址，点一下鼠标，等待

p2p 网络确认交易后，大量资金就过去了。不经过任何管控机构，也不会留下任何跨境交易记录。

l 山寨者难于生存。由于比特币算法是完全开源的，谁都可以下载到源码，修改些参数，重新编译下，就能创造一种新的p2p 货币。但这些山寨货币很脆弱，极易遭到51%攻击。任何个人或组织，只要控制一种 p2p 货币网络51%的运算能力，就可以随意操纵交易、币值，这会对p2p 货币构成毁灭性打击。很多山寨币，就是死在了这一环节上。而比特币网络已经足够健壮，想要控制比特币网络51%的运算力，所需要的cpu/gpu 数量将是一个天文数字。

（2） 缺点

l 交易平台的脆弱性。比特币网络很健壮，但比特币交易平台很脆弱。交易平台通常是一个网站，而网站会遭到黑客攻击，或者遭到主管部门的关闭。

l 交易确认时间长。比特币钱包初次安装时，会消耗大量时间下载历史交易数据块。而比特币交易时，为了确认数据准确性，会消耗一些时间，与p2p 网

络进行交互，得到全网确认后，交易才算完成。

l 价格波动极大。由于大量炒家介入，导致比特币兑换现金的价格如过山车一般起伏。使得比特币更适合投机，而不是匿名交易。

l 大众对原理不理解，以及传统金融从业人员的抵制。活跃网民了解p2p 网络的原理，知道比特币无法人为操纵和控制。但大众并不理解，很多人甚至无法分清比特币和Q 币的区别。“没有发行者”是比特币的优点，但在传统金融从业人员看来，“没有发行者”的货币毫无价值。

8、忠告

赌博不是投资，随波逐流不如耐心研究。数字货币的潮流何去何从，自己学会分析一个项目的好坏，这里DAOONE 课程组和音频组会陪伴着大家的成长。

9、更多福利请关注

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