比特币掌握在开发者手中

从一个基本的概念来看，比特币是一种数字文件或票据，其中包含了用户的姓名和资产，人们通过改变这张票据来交换财产和金钱。 当 Bob 将价值 5.2bitcoins 的割草机卖给 Carol 时，Bob 的资产增加了 5.2bitcoins，而 Carol 的账户损失了 5.2bitcoins。 没有黄金或政府发行的货币来支持比特币中的这些数字。 鲍勃愿意用他现实生活中的割草机来换取这张账单上的高额数字，因为他相信其他人也会信任这个系统。

那么谁来维持账单并确保没有人作弊呢？ 比特币的目的之一是避免任何中央控制系统，因此参与维护它的每个人都维护自己的账单副本。 这样做的一个令人惊讶的结果是每个人都可以看到其他人的财产，这提供了一定程度的匿名性，即使真实系统使用数字而不是名字。

如果每个人都维护自己的账单，发送比特币时所有账单如何保持同步？ 从一个基本点开始，当你想发送比特币时，你只需通过广播消息告诉其他人，消息包括你的账号、接收者的账号和要转账的比特币数量。 整个比特币网络世界的人们更新他们的账单信息。

这里需要注意的是，我描述比特币如何工作的动机来自帮助维护系统的矿工。 但您也可以使用该系统发送比特币而无需维护账单。

账户安全

如果发送比特币如此简单，就像使用某个帐户创建消息一样简单，那么如何阻止小偷 Alice 使用 Bob 的帐户花费 Bob 的比特币呢？ 就像在纸上验证签名一样，比特币需要数字签名来证明发送者是账户的真正所有者，但与纸质签名相比比特币开发者是谁，它是基于数学算法的。

创建新帐户时，私钥在数学上与帐号相关联。 如果您听说过比特币钱包，这些密钥就保存在其中，您可以用它来创建数字签名。

为了创建数字签名，将私钥和交易文本输入特殊的加密哈希函数。 另一个功能是允许其他人检查数字签名，以确保它是由账户的真正所有者创建的，并且它适用于特定交易。

与手写签名验证不同，这些数字签名不可复制，日后不可重复使用，对每笔交易都是独一无二的。

排序交易

好吧，既然我们知道数字签名可以准确地证明是谁发送了比特币，那么在发送比特币时它不能证明什么就变成了一个大问题。

在我们传统的银行系统中，如果爱丽丝开了两张支票，但只有足够的钱兑现其中一张，银行会向第一个试图兑现支票的人支付现金，并拒绝第二个。 任何试图这样做的人，因为爱丽丝的账户将被清空。

所以这些支票的顺序是危险的，因为它将决定谁应该得到报酬。 不幸的是，在比特币世界中，秩序是很难确定的。 与传统行业完全不同，整个世界都是一个独特的个体。 网络延迟会导致交易以不同的顺序到达不同的地方比特币开发者是谁，而诈骗者可能会在时间戳上撒谎。

两个收件人可以同时认为他们的交易是第一个，并发送物品，这在世界上会让爱丽丝花她的钱两次！ 比特币通过为整个网络提供一种方式来决定交易应该如何排序来防止这种行为。

创建新的交易记录时，它们会进入待处理交易池。 而从这里开始，它们被打包成一条巨大的链条，它们的顺序同时固定下来。

为了选择下一笔交易，涉及到一种数学运气。 参与者选择一个未确认的交易，并开始尝试解决一个特殊的数学难题，将她与区块链的末端联系起来。 第一个找到答案的人获胜，并将他们选择的交易放在链中的下一个（解释这些实际上是同一批交易）。

那么这个链接有什么问题呢？ 它基于称为密码散列的特殊功能。 这个名字听起来很吓人，但它只是将它的输入和输出混合了一个数字，但它也很特别，因为它是不可逆的。 除了进行大量猜测之外，没有简单的方法可以从输出中推断出创建它的输入信息。 比特币世界的人们不断地为这个函数提供随机数，直到输出匹配某个值。

除了随机猜测，你还可以从一个不确定的池和链中输入一笔交易来尝试改变哈希函数的输出值。

避免不诚实的账单

因此，彩票般的运气为世界提供了一种方式来决定接下来应该进行哪笔交易，但其背后的数学原理也有助于确保每个人都同意过去的交易信息。

假设你现在是第一次进入比特币网络，为了赶进度请求了一份交易信息链的副本，但是你收到了好几个不同的版本，那么你应该相信哪个版本呢？

从理论上讲，您应该相信大多数人使用的版本，但很难在 Internet 上决定这些东西。 是什么阻止了一个人疯狂投票数百万次？ 比特币通过要求人们解决数学难题才能投票来防止这种情况发生。 这导致任何投票都必须消耗计算机算力（芯片算力），使得单个个人或团体不可能负担得起压倒性的投票权和压倒性的算力。

前面描述的交易信息排序过程实际上提供了一个投票系统。 区块链末端的某个地方会出现分歧，所以每一次猜测实际上都是对链条的投票，但是这些票数是如何计算的呢？

因为加密哈希函数具有精确定义的属性，所以您可以查看任何给定的答案并估计需要多少次猜测才能解决它，就像估计连续抛硬币会出现一百个正面一样。 次数应该是一样的。 因此，区块链中的链接不仅可以对交易进行排序，还可以起到有效的投票统计作用，更容易看出哪条链被最多人使用。

创建比特币

最后，比特币是如何产生的？ 每当有人像彩票一样幸运猜中时，下一个交易区块就会被添加到区块链中，同时新的比特币会凭空产生并奖励给解决数学难题的账户。

解决这些问题通俗地称为“挖矿”，它解释了钱是如何进入系统的，但数学难题的主要目的是确定每个人账单的一致性。 该系统只是提供了一种方便的方式来随机向世界分配资金。 事实上，直到 2140 年左右才会创造更多的比特币，届时参与者将简单地赚取添加到每笔交易中的交易费。