比特币交易的原理是什么

2008年11月1日比特币交易模式，互联网极客中本聪发表文章《比特币——一种点对点的电子现金系统》（后来被称为《白皮书》），提出了一种不需要信用中介的支付系统，并且在文章中描述了点对点电子货币系统所需的所有规则和激励措施。

在电子交易中，最重要的是簿记。 传统的电子交易依赖于第三方簿记员的信用。 在电子交易中，两个交易主体的交易记录均由第三方——银行制作。 银行之所以值得信赖，是因为银行的背后是国家信用。

在比特币白皮书中，中本聪提出了去中心化的交易系统，每个人都记账，把账打包成块，称为区块。 一个区块大小约为1M，可以存储4000条交易记录。 新区块打包后，该区块与之前的交易记录相关联，一段时间后新区块与它连接，形成一条链，称为区块链。

该系统面临几个问题：

1. 谁的账单是基于谁的？ 每个人的账单都不一样。

2、为什么要记账？

记账有奖励，比特币系统的每个用户都可以记账。 如果记录下来，首先是手续费收入。 比如A付给B 10个比特币，他需要多付一点，多付的部分会奖励给打包者。 银行卡也有手续费，比如转账，手续费挺高的，比特币就低一些。 第二，打包有奖励，打包只能一个人完成。 奖励是多少？ 中本聪在 2008 年将其设计为每十分钟制作一个包裹。 一开始，包裹会奖励打包者50个比特币。 四年后，每个包裹将获得 25 个比特币的奖励。 四年后奖励12.5，即每四年奖励减半。 一共有多少个比特币？

首先，如果你每十分钟打包一个包裹，你将获得50个比特币的奖励。 一个小时有6个十分钟，可以打包6次。 一天24小时，一年365天比特币交易模式，前四年也是如此。 那么计算公式就是：50x6x24x365x4x（1+1/2+1/2正方形+1/2立方体+1/2四边形...），结果大概是2100万块。

也就是说，一共有2100万枚比特币，通过打包散布出去。 因为有两个手续费和打包奖励，大家都抢着打包，但只有一个人能打包，所以谁占上风？ 中本聪想到了一种叫做工作量证明的方法。 也就是说，每一个参与的用户都要做一道高难度的数学题。 完成后，他们有权打包。 这道数学题太难了，没有人能动动脑筋解决。 他们必须一项一项地尝试，直到他们尝试为止。 out，这个过程叫做挖矿。 如果完成了，就会得到几十个比特币的奖励，这就是挖矿的意义。

挖矿做数学题不是看大脑聪明不聪明，而是看电脑的CPU速度快不快。 具体原理是什么？ 散列函数也可以称为数字摘要或散列函数，意思是将一个字符串通过一定的运算转换成摘要形式，正向计算容易，反向计算困难例如在哈希算法中，有一种著名的哈希算法叫做SHA256，它是美国国家安全局发明的一种算法。 如果在SHA256函数中输入一个字符串，比如字符串叫apple，那么app输出多少？ 输出是一个二进制数

SHA256("apple") = 256 位数字，不规则。 不管前面输入什么，后面都是256位的二进制数。 放一个10G的电影进去，最后输出还是256。稍微改一下就会有区别。 例如，如果您在 apple 中添加一个点，则最后一位数字可能会发生变化。

哈希函数的特点是正向计算比较容易，反向计算非常困难，基本不可能。

3、挖矿的具体原理是什么？

1、区块链其实就是很多交易信息。 区块中不仅有交易信息，实际上还有一个区块头。 打包之前，有一道数学题。 数学题的内容是什么？ This is your The string: 前一个区块的头部+已经打包的账单信息+时间戳+随机数

2.现在，对这个字符串做两次SHA256运算，其哈希值Hash=SHA256(SHA256(string))

3、这个256位的数字要求前N位必须为0，例如0000000001000101010...（共256位）。 如果要求是前9位必须为0，那么即使是正确的，你也有资格打包计算这个hash值，作为一个新块的头部，打包成一个包，稍后接收，并收到一个新的块以获得您想要的奖励。 如何计算前几个为0？ 随机数需要改，其他不能动。 从第一个开始尝试，它都是二进制的。

每个人的计算难度不同。 因为每个人上一个区块的头部都是一样的，但是你打包的账单可能不一样，开始时间不一样，个人信息也不一样，所以随机数的大小是不一样的。 有些人运气好，第一个数算出来了。 ，直接打包。 有些人运气不好，即使计算能力再强，也计算不了半天。 但平均来说，谁的算力强，谁就更有可能打包这个区块，谁就更有可能挖到这个矿。

4.难度设置-N位。

N如何确定？ 显然，前面的零越多，越难。 中本聪在设计的时候，为了保证每十分钟出一个区块，他怎么保证呢？ 调整数量N，比如全球有10000台矿机，每台矿机的算力为14T/s，即每秒可以计算14T哈希运算。 1T=10的12次方，每秒计算次数为14x10的12次方，10分钟为600秒，14x10的12次方×1000单位×600秒，约等于8x10的19次方，约2的 66 次方。 第一个成功计算出前 66 位全为 0 的人，将成功打包这个区块。

没办法让自己变得更好，只能买台矿机让自己挖矿

5、如何防止假冒？ 如何防止篡改记录？ 如何解决双重支付？

(1) 如何防止假冒

传统的录音方式有哪些？ 比如人脸识别、签名、指纹识别。 电子支付系统是不可用的，因为你可以复制，复制你的签名并添加到记录中，所以你需要改变传统的记录方式，称为电子签名。

首先，比特币用户注册时，系统会生成一个随机数，通过这个随机数会生成一个字符串，称为私钥，私钥可以生成一个字符串，称为公钥，地址也可以生成在同一时间。 重要性不同。 私钥是私人和机密的。 如果私钥丢失，那么所有的比特币都没有了，一定要妥善保管，不要让别人知道。 公钥和地址都是公开的。

私钥可以加密一串字符，公钥可以解密私钥加密后的数据。 加密和解密密钥不同。 这种加密方式称为非对称加密，最典型的加密是RSA加密。 只有您可以加密，任何人都可以解密您的加密信息。 加入A，想付给别人10个比特币怎么办？

A需要先写一个账本记录：A付给B十个比特币，然后对这个记录进行数字汇总（哈希运算）。 得到摘要后，用私钥加密生成密码。 然后向全网广播：A付给B十个比特币+公钥+密码，其他收到这个信息的人会做一个哈希运算得到一个摘要，这和A自己的哈希运算是一样的，同时使用解密的公钥和密码，解密一个摘要，分别称为摘要 1 和摘要 2。 如果相等，则说明密码符合要求。 原因是有一个唯一的私钥，但是摘要 1 和 2 不匹配，描述是伪造的，所以所有用户都会拒绝这条消息。 这样就保证了A发送给B的所有消息都经过了A的签名。这就是使用哈希运算进行电子签名，银行卡通常都是通过这种方式进行签名的。

(2) 如何处理重复付款。 什么是双花？

如何查询余额，即只有10个比特币，但是​​说有人支付了20个。方法是通过回溯，因为从Genesis的第一条消息开始，每个人都有，用区块信息检查，如果没有匹配，它将被拒绝。

如果 A 重复付款怎么办？ 例如，A出售一套房子，同时与两个买家签约，一套房子卖了两次。 每个网络用户，在收到A的消息后，都会回头看看A的余额是否足够，如果不匹配，则拒绝接受。 但目前还没有得到证实，直到有人找到数学题的解并打包确认。 放置了一个新的区块，这个区块包含这样的信息：A 支付了 10 个比特币给 B，并将这个信息连接到它，这样消息就被确认了。 确认后，大家会发现自己多了一个区块，就会放弃自己的区块。 每个人都会排成一列站在上面，即确认上层的消息，丢弃下层的消息。

同理，先计算C的信息，然后丢弃B的信息。 所以当我们收到别人的付款时，不能认为钱已经到了，还要等待。 只有当区块已经形成并记录在主链上时，我们才能认为钱真的已经发送给我们了。

(3) 如何防止篡改？

签名不可伪造，但记录可以删除。 比如他本来有10个比特币，但是​​付了6个给B，主链上记录的信息是他还有4个。但是如果删除了给B支付了6个比特币的记录，那么主链上记录的信息是他还有4个。 10、如何预防？

首先，比特币有一个原则，叫做最长链原则。 理论上可以改变，但必须超过整个世界的计算能力。 如果有一个人可以控制世界上50%的电脑，他也不会通过这种方式抹掉自己的一条记录。 何不在实链上努力，为自己赚更多的钱。 因此，对于大交易，多等待几个区块。 6个区块之后，基本不可能再被篡改了。 只是确认消息。

作为一种技术手段，比特币是非常新奇和美好的。 没有发行机构，不用担心主权危机。 总量固定，不存在垃圾邮件风险。 它天生防伪、可追溯、交易手续费很低，但比特币具有匿名性，交易时只需要公钥和地址，不知道地址是谁，为很多不法分子提供了可乘之机。