比特币的运作原理

同美元和欧元类的实体货币不同，比特币是一种存在于虚拟世界的数字货币。随着比特币支持者的不断增加，现在它已经成为人们在购买商品和服务时除了传统货币之外的另一种支付选择。比特币是第一个、自然也是目前最为流行的电子货币（cryptocurrency，也称数字黄金货币，详见本文后半部分的“定义与核心概念”部分），它有着严格的发行、管理和安全保障措施。

比特币是2009年由一个化名中本聪（Satoshi Nakamoto）的神秘个人或组织创建的，中本聪已于2010年退出了该项目，不过目前我们还不知道他或他们的真实身份。随着比特币在2013年的迅速流行，它的价值曾在两个月中暴涨超过十倍，从2月份的22美元涨到四月份的266美元。在比特币的币值达到最高峰时，当时比特币的发行量为1000万，即总市值超过20亿美元。

比特币与传统货币

比特币同传统货币有着本质上的差异，本文就将以美元为例来介绍比特币与这些传统货币之间的差异。

比特币使用P2P技术，且不受中央机构的管辖：比特币是一种分散的货币，采用端到端（P2P）的技术实现，不存在一个集中管辖机构。与比特币有关的所有事宜，包括发行、交易处理和验证都是通过网络进行的，不存在一个专门的机构来监控整个资金流动的过程。相比之下，传统的货币是由各国央行发行的，是国家货币政策的一部分。比如在美国，美联储负责美元的发行，同时也负责执行国家货币政策、监管全美银行业、维持金融系统的稳定性，并对存款机构提供相应金融服务。

比特币主要以数字形式存在：虽然大家也可以从Casascius和BitBills等公司获得实体形式的比特币，但比特币设计的初衷是一种数字货币。目前实体形式的比特币仍是一种新奇的产品，但对大部分比特币的拥护者而言，实体形式的比特币已经违背了它设计的初衷，即一种数字形式的货币。与之相反的是，美元主要以实体的形式存在，你的银行账户或在线经纪人账户中的资金都可以兑换为实体形式的美元。

比特币有2100万的发行限额：比特币的发行上限为2100万。比特币的采矿程序大约每十分钟可以生产出25枚比特币，产量每四年会缩减一半，因此比特币的流通数目将在2140年达到它的发行上限。虽然有些批评家认为比特币的这一发行上限不够大，但支持者认为一枚比特币的价值可以到小数点后八位（比特币的更小单位为satoshis，1比特币=10,000,000satoshis），即比特币的最高价值可以到21x1014，足够满足将来各种可能的需求。而传统的货币的发行没有上限。

比特币是一种很复杂的产品：数字货币的理念本身就非常复杂和深奥，因此大家需要一定的技术知识才能理解比特币的原理和机制。

比特币的接受范围有限：目前可以接受比特币的地方并不多，而且无法在实体店使用，当然随着它的流行，这一点将来也许会有所改变。与之相对的是，美元作为全球储备货币，几乎可以在世界各地流通。

比特币的交易有其局限性：交易需要等待十分钟来确认。交易几乎不可逆，而且退款只能由比特币的接收人来进行。传统货币则不存在这一问题，即使借记卡和信用卡的交易也可以在数秒内得到确认。在接收人同意的情况下，交易的发起人也可以选择取消交易。

比特币结余没有相应的保障措施：也就是说如果你不小心丢了你的比特币，比如电脑硬盘崩溃、或是黑客攻击了你的比特币钱包并偷走了其中的比特币，或者你存储比特币结余的交易中心歇业了，你的结余都将归零。但你存在银行的货币结余却可以免遭银行倒闭之类的影响，因为它们享有美国联邦存款保险公司的保险。

比特币是如何运作的？

假设你想试水比特币交易。作为新手，你首先需要在电脑或移动设备上安装一个数字钱包。要开设这个钱包不难，它是一个免费的开源文件，并会生成你的第一个及后续的比特币地址。目前有三种比特币钱包，软件钱包（安装在个人电脑上）、移动钱包（按照在移动设备上）以及网页钱包（开立在比特币服务提供商的网站）。

比特币采用公共密钥加密来确保它的安全。这也意味着当一个新的比特币地址被创建后，它的密码保护机制将包含一个公共秘钥和一个私人秘钥，两者都将由一长串的字母和数字组成。

每个地址中都会保存一些比特币余额，因此你需要作的就是获取一个比特币钱包，然后将你的比特币存入其中。你可以通过一系列的方法获取比特币，比如从Mt.Gox或Bitstamp类的比特币兑换中心购买，或通过BitInstant服务实现比特币和传统货币间的兑换。

请注意所有比特币的交易都是公开且被永久记录在比特币网络上的，也就是说你比特币账户的余额和交易对所有人是可见的。因此建议比特币持有者为每项交易设立一个独立的地址，以保护账户的隐私和安全性。

一旦你拥有了自己的比特币地址和比特币，就可以通过它在那些接受比特币支付的公司进行在线支付。该公司会发给你它们比特币钱包的地址，而你则可以向其中打入需要支付的比特币金额。在你完成向该地址的支付后，交易将在几秒钟内完成，不过接下来的验证可能要花费十分钟甚至更久。

所有的比特币交易无一例外都会出现在一个公共交易日志中，也称块链（block chain）。此举是为了确认比特币的支付者确实拥有这笔钱，也是为了防止欺诈和重复支付。

为何交易的验证时间如此之久？这是由于在比特币采矿中涉及到的复杂算法（详见下文注释），即使你计算机的运算能力非常高超，也需要一段时间来解码。

比特币交易示例

假设你和一家名为BitChamp的公司进行了一笔在线支付，你需要将比特币钱包中的钱打到该公司的比特币钱包中，之下为详细的交易步骤：

BitChamp创建了一个新的比特币地址，你需要将钱汇入这个地址。此时会产生一个私人秘钥（仅BitChamp可见）和一个公共密钥（你和其他所有人可见）。就像你在现金购物时不需要向商家出示你的身份信息一样，你在和BitChamp的交易中也无需泄露自己的真实身份，可以进行匿名支付。

通过比特币客户端（即安装在你电脑上的免费比特币软件），你将自己比特币钱包中的5比特币转移到BitChamp的地址上，即为交易信息。

比特币客户端将会在你发起交易的地址输入私人秘钥，同时由于你的公共密钥对所有人可见，因此无需进行签名验证。

你的交易被广播到比特币网络中，并将在几分钟之内得到验证。此时你的五比特币也将从你的账户转移到BitChamp的地址。

请注意交易的前两步需要你和/或卖方的参与，而后两步则是由比特币的客户端软件和比特币网络自动执行的。同时，将私人秘钥保存在一个安全的地址至关重要，因为任何人得到你的私人秘钥都可以藉此控制你存在这一地址的比特币，并进行欺诈性消费。

比特币的利与弊

比特币具有许多优点：

作为第一个成功吸引到公众注意力的数字货币，比特币有着先发优势，也在竞争中拔得头筹。

发行上限为2100万，因此不会因为大量新比特币的发行而大肆贬值。

作为一个分散的货币，比特币不受政府干预和操纵。

与常规货币相比，交易费要低得多。

当然，比特币也有些固有的缺点：

比特币的价值变得越来越不稳定，因此我们很难获得它准确的估值，这增加了它的持有风险。

比特币的匿名性也使得一些人会把它用于非法的用途，比如偷税漏税、走私武器、赌博和规避外汇管制等。

比特币作为数字货币的本质也使得持有者很容易遭受损失。

小结

自2009年创建以来，比特币在流通和使用方面的体验都有了长足的进步。它在接下来几年的发展也将决定它能否成为全球金融系统的一个不可分割的组成部分，还是只能在缝隙中挣扎生存。

定义和主要概念

1加密是指通过加一定的算法来确保数据和信息在传播和通信中的安全性。

2在P2P网络中，人们可以通过一组互联的计算机来共享资源和信息，但没有所谓的中央主机。这与传统的服务器网络不同，在服务器网络中，中央服务器将控制用户访问网络共享资源。P2P概念的热门应用包括Skype以及BitTorrent的文件共享服务。

3比特币采矿是指涉及到大量计算的比特币产生机制。任何联网的电脑都可以通过一个免费的采矿程序参加比特币采矿，不过要想挖到比特币，需要首先解决一个复杂的算法，之后并与整个比特币网络共享这一解决方案。采矿过程相当复杂，还涉及一些很高深的概念，比如加密杂凑（cryptographic hashes）与随机数（nonces）。

或者用更简单的说法，比特币矿工们需要跟踪到每十分钟产生的新比特币，并试图通过编译来获得这些未决的交易。然后这些矿工们要通过密集的数字运算来验证这一数据块中的所有交易。这是一个充满了竞争的过程，第一个解决这一算法的矿工会向全比特币网络发送他/她的计算结果来验证这一解决方案的可行性和准确性。在网络确认这一结果后，这一数据块就会被收入块链中。每个数据块都会包含一定量的比特币，并会支付给挖坑成功的矿工。在2009年刚出现时，奖励金额为50比特币，在2012年十一月下降到25比特币，即约每四年下降50%。

4公共密钥加密包含公共密钥和私人密钥。公共密钥对所有人开放，不过数字数字钱包中的与之匹配的私人秘钥通常设有密码保护机制。每次比特币交易活动都需交易发起者通过私人钥匙签名确认，以此确认交易是由该地址的实际所有人发起的，并防止交易的篡改。由于密码对在数学上是相关的，因为任何通过私人秘钥加密的数据或信息都只能通过相应的公共密钥来解码或破译，反之亦然。

5重复支付是指将同一笔钱被消费两次，实体货币则不存在这一问题。

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