介紹
比特幣是一個分布式的點對點網絡系統。因此沒有“中央”服務器，也沒有中央發行機構。比特幣是通過“挖礦”產生的，挖礦就是驗證比特幣交易的同時參與競賽來解決一個數學問題。任何參與者（比如運行一個完整協議棧的人）都可以做礦工，用他們的電腦算力來驗證和記錄交易。平均每10分鐘就有人能驗證過去這10分鐘發生的交易，他將會獲得新幣作為工作回報。本質上，挖礦把央行的貨幣發行和結算功能進行分布式，用全球化的算力競爭來取代對中央發行機構的需求。
比特幣系統包含調節挖礦難度的協議。挖礦——在比特幣網絡中成功寫入一個區塊交易——的難度是動態調整的，保證不管有多少礦工（多少CPU）挖礦，平均每10分鐘只有一個礦工成功。
比特幣協議還規定，每四年新幣的開采量減半，同時限制比特幣的最終開采總量為2,100萬枚。這樣，流通中的比特幣數量非常接近一條曲線，并將在2140年比特幣將達到2,100萬枚。由于比特幣的開采速度隨時間遞減，從長期來看，比特幣是一種通貨緊縮貨幣。此外，不能通過“印刷”新比特幣來實現“通貨膨脹”。
比特幣是一種協議、一種網絡、一種分布式計算創新的代名詞。比特幣是這種創新的首次實際應用。作為一個開發者，我看比特幣之于貨幣就像看到當年的互聯網，一個通過分布式計算來傳播價值和保障數字資產所有權的網絡。比起初識比特幣，這里將知無不言。
在本章中，我們從一些主要概念和術語入手，告訴你如何獲取軟件并使用比特幣進行簡單的交易。接下來的章節，我們會逐步講解比特幣背后的技術細節，分析比特幣網絡和比特幣協議的內部運行機制。
比特幣誕生之前的數字貨幣
切實可行的數字貨幣的出現是與密碼學發展息息相關的。基本的挑戰在于，當一個人考慮到用比特來代表可以兌換商品和服務的價值時，接受數字貨幣也就不足為奇。任何接受數字貨幣的人都面臨的兩個基本問題是：
- 我能相信這錢是真實可信的，而不是偽造的嗎？
- 我能確定沒人說這筆錢是他們的，而不是我的嗎？（又名“雙重支付”問題）
紙幣的發行機構不斷的利用日益復雜的紙張和打印技術來遏制造假問題。實物貨幣很容易解決雙重支付問題，因為同一張紙幣不可能會同時出現在兩個不同的地方。當然，傳統貨幣也經常數字化儲存和數字化傳輸。在這些情況下，假幣和雙重支付問題是被中央權威機構的處理方式是清除所有的電子交易記錄，該中央權威在流通中持有一種全球通貨觀。對于數字貨幣來說，不能有效利用秘制油墨印刷技術或條形全息圖，密碼學為用戶所主張的合法性價值提供了信任的基礎。具體地來說，加密數字簽名能夠使一個用戶簽署一項能夠提供其資產所有權證明的數字資產或數字交易。采用適當的結構，數字簽名也可以用于解決雙重支付的問題。
在20世紀80年代后期，當密碼學開始越來越廣泛地使用并被理解時，許多研究人員開始嘗試使用密碼學來建立數字通貨。這些早期的數字通貨項目發行的數字貨幣，通常倚靠一種國家通貨或像黃金一樣的貴金屬。
雖然這些早期的數字通貨成型了，他們卻是中心化的，因此，他們很容易遭受到政府和黑客的攻擊。早期的數字通貨使用了一個中央結算所來處理所有的定期交易，就像一個傳統的銀行系統。不幸的是，在大多數情況下，這些新興的數字貨幣成為了政府擔憂的目標，最終從法律程序上消失了。另一些則是在發行這些數字貨幣的母公司突然違約時頹然失敗了。為了堅定的抵制對手的介入，無論這些對手是合法的政府或是犯罪分子，去中心化的數字貨幣需要的是避免單節點攻擊。比特幣正是這樣的系統，設計完全去中心化，不被任何中央政權或中央點控制，這樣的貨幣系統是不會遭受攻擊，也不會變得腐敗。
比特幣代表了數十年的密碼學和分布式系統的巔峰之作，這是一個獨特而強大的組合，匯集了四個關鍵的創新點。比特幣由這些構成：
- 一個去中心化的點對點網絡（比特幣協議）
- 一個公共的交易賬簿（區塊鏈）
- 一個去中心化的數學的和確定性的貨幣發行（分布式挖礦）
- 一個去中心化的交易驗證系統（交易腳本）
比特幣發展歷史
2008年，一位化名為中本聰的人，在一篇名為《比特幣：一個點對點的電子現金系統》的論文中首先提出了比特幣。中本聰結合以前的多個數字貨幣發明，如B-money和HashCash，創建了一個完全去中心化的電子現金系統，不依賴于通貨保障或是結算交易驗證保障的中央權威。關鍵的創新是利用分布式計算系統（稱為“工作量證明”算法）每隔10分鐘進行一次的全網“選拔”，能夠使去中心化的網絡同步交易記錄。這個能優雅的解決雙重支付問題，即一個單一的貨幣單位可以使用兩次。此前，雙重支付問題是數字貨幣的一個弱點，并通過一個中央結算機構清除所有交易來處理。
根據中本聰發表的一篇涉及比特幣網絡運行的論文，比特幣網絡自從被許多其他的程序員修訂之后，于2009年啟動。分布式計算，為比特幣提供了成倍增長的安全性和韌性，現在超過了世界頂級超級電腦的聯合處理能力。根據比特幣兌美元匯率，比特幣的總市場估值為50至100億美元。目前從全網來看，比特幣處理的最大交易額為1.5億美元，這筆交易及時處理和轉賬，沒有繳納任何手續費。
中本聰在2011年4月退出公眾視野，將比特幣代碼開發與網絡建設的重任留給了欣欣向榮的社區成員。而“中本聰”究竟是誰，時至今日仍然是未解之謎。然而，比特幣系統的運行，既不依賴于中本聰，也不依賴于其他任何人——比特幣系統依賴于完全透明的數學原理。這項發明本身就是開創性的，它已經蔓延到了分布式計算、經濟學、計量經濟學領域。
一個分布式計算問題的解決方案
中本聰的此項發明，對“拜占庭將軍”問題也是一個可行的解決方案，這是一個在分布式計算中未曾解決的問題。簡單來說，這個問題包括了試圖通過在一個不可靠、具有潛在威脅的網絡中，通過信息交流來達成一個行動協議共識。中本聰的解決方案是使用工作量證明的概念在沒有中央信任機構下達成共識，這代表了分布式計算的科學突破，并已經超越了貨幣廣泛的適用性。它可以用來達成去中心化的網絡共識來公正選舉、彩票、資產登記，以及數字化公證等等。
