30分钟搞懂什么是比特币

1.我们为什么需要比特币

1.1 “钱”是什么？

如果问“钱”是什么，估计很多人的答复会是“钞票、现金、美元、人民币、黄金、支付宝”等等（当然也会有人真诚的回答我“有病！”）。但我们不妨审视以下几个情形：

（1）2016年11月8日，印度总理莫迪突然宣布，废除500和1000元面值的旧印度卢布，并发行新版。那些旧版“钞票”一夜之间成了废纸。
（2）在战争或其他原因导致的社会动荡、经济崩溃的环境里，人们更愿意持有黄金，而不愿因使用法币。
（3）在很多的监狱类电影中都有这样的情节：犯人们用香烟来私下购买物品（比如美女海报、凶器之类的）。在监狱这个封闭的经济生态里，香烟其实就是“钱”。（顺便推荐一下，如果您竟然还没有看过《肖申克的救赎》，请立即补课，实在很经典）
（4）如果有一天，阿里告诉你，你支付宝里的余额可以用来购物，但不能提现了，支付宝和银行之间没关系了，你还会放心把钱放在支付宝吗？

以上的情形说明了什么呢？至少我们可以得到两个结论：

1.“钱”的本质与形态无关
它可能是有形的，如黄金、纸币，甚至是香烟；
它也可能是无形的，比如可能只是你支付宝里的一个数字。

2.“钱”的背后是共识
这种共识的形成可能是强制的，比如印度卢布事件，政府的强制力量形成社会的共识，如果有人胆敢不接受，则警察叔叔会和你谈谈；再比如我们之所以放心使用支付宝，是因为它的背后是银行，我们随时可以通过银行提现，所以实际上也是通过政府强制力量达成的共识；

这种共识的形成也可能不是强制的，比如黄金，你持有黄金，是因为你相信在任何时候和几乎任何地方，大家都会把黄金当成货币，你可以换到你需要的东西；再比如香烟，只要大家相信监狱里其他人都认可其用来支付，共识就达成了。

1.2 现在的“钱”有什么问题？

从最早的物物交换到铜钱、黄金白银、纸币，再到纸币时代的移动支付，整个货币历史发展的大规律是不断适应社会经济发展需要，越来越“高效率、低成本”。这个趋势必然会继续发展下去。那么，问题来了，今天的货币，还有哪些低效、高成本的地方需要被改革呢？答案是：中心化。世界上所有国家的法币都是以政府力量以及银行等庞大的金融机构为中心来运行的，这带来了如下几个显而易见的问题：

（1）社会成本高。这个简单点理解的话，这么庞大的机构要有人员工资与各种福利、办公大楼、运营费用等等，这些不是凭空来的，都要整个社会来负担。
（2）效率仍然偏低。跨行转账、尤其是跨境汇款，到账时间慢。
（3）币超发等问题。理论上来说，央行可以随便印刷货币，这随时可以让你的财富缩水。离我们较近的一个极端例子是津巴布韦：2001年，100津元可以兑换1美元，而2009年一月，津巴布韦的最大面值纸币是100万亿（是的，你没看错），10的31次方的津元可以兑换1美元，成为了垃圾。
当然，还有不少人把受到监管作为一个问题。这个因为可以理解的原因，就不做阐述了。

1.3 一种全新的“钱”—比特币

当我第一次接触比特币的时候，对传统货币的概念阻碍了我对它的理解。这是我花一部分篇幅来写上面两部分内容的原因。

既然现有的货币体系存在这么多问题，聪明的人类就在探索：有没有可能不要银行，咱们自己搞一套虚拟的货币，只要不能作假，大家都达成共识就行了。但摸索了好多年，也想不到好办法。直到2008年，一个叫中本聪的人发表了论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，提出了一种很NB的构想，并于2009年正式启动了比特币系统。

比特币是一种全新的数字加密货币，是运行在全世界成千上万个节点（计算机）的分布式系统，没有中心，无需政府和银行，并且通过区块链的底层算法确保所有交易不可篡改，所有人都信任这个系统。正如我们上文所说，货币的本质是“共识”，传统货币是靠“人为”的力量建立共识，而比特币靠算法建立“共识”。

比特币解决了上文提出的问题：
（1）成本低。没有中心，无需政府和银行，成本自然大幅度降低。
（2）效率高。这种货币其实是一段加密的数据，它可以像发送普通文本、邮件一样瞬间发送到世界任何角落，无需转账手续费。
（3）不会超发。比特币被系统陆续发行，但总量约2100万个，不会超发。

由于通过创新的算法建立了“共识”，并解决了传统货币系统的问题，因此比特币开创了一个新的数字货币时代，在接下来的9年里迅速发展，不断完善，目前已有500亿美元的市值且越来越多的商家开始接受比特币付款。

需要注意的是，目前的支付宝、微信支付等移动支付，只是传统货币的“数字化”，不是真正的数字加密货币。

1.4 比特币的价值

2010年5月22日，美国佛罗里达州杰克逊维尔（Jacksonville, Florida）的程序员Laszlo Hanyecz，用 10000 BTC 购买了价值25美元的披萨，这是现实世界里第一笔比特币交易。而7年后的今天，这10000BTC的价值大概是3000万美元。（让我们祈祷，愿这位程序员还活着）

比特币是去中心化的世界银行系统，这个系统发行的货币恰好也叫比特币（Bitcoin,BTC），拥有比特币，不仅仅拥有了一种全新的数字加密货币，还意味着你成为了这家世界银行的股东之一。它代表了未来，被越来越多的国家、企业、用户所看好，也有越来越多的商户开始接受比特币支付。比特币如今市值已经达到500亿美元。

2.比特币是怎么运行的

2.1 从一个故事讲起

很久很久以前，有一个王国，居民们没有货币，时间长了，觉得老是靠在集市上以物易物太不方便了，就求助于神灵。神灵说：“我赐予你们2100万份黄金（每份一两），你们可以用它来作为货币。但我不能白给你们，你们要通过劳动来获得。你们要建立明明白白的账本，每一笔钱的所有来龙去脉都要记清楚。每记录一个账本，我就奖励这个勤劳的人一定的黄金。”

居民们一听，都大声嚷嚷起来，抢着要当这个记账员，互不相让。神灵灵机一动，说道：“我有无数个咒语，每个咒语真实的意思是一个很长的数字。我给你们的每个空白账本封面上都随机写一个咒语，你们每个人都可以猜，谁第一个猜对了（猜对了咒语会发光），谁就负责把这段时间的账记到这个本上。当然，作为奖励，他可以得到黄金。其他的人再去领下一个账本继续猜。”居民们一听，觉得这太难了，有点打退堂鼓。神灵一看，就说：“这样吧，刚开始的时候每猜对一次，给50份黄金，四年以后变成25个，以后每四年减半”。居民们一听，又重新燃起了激情，纷纷同意。

此时一个年长者提出了一个担忧，说：“如果这个记账的人偷偷的把别人的钱记到自己头上，然后咬定这个钱是自己的怎么办？”说着瞟了一眼平日喜欢偷鸡摸狗的二愣子。

神灵开始后悔自己接这个差事了，但还是给了一个办法：“这样吧，咱们用一个看似有点笨绝对可靠的办法。我在广场上给你们配上大喇叭，每次记账完了，记账员都要广播一下，附近听到的人都可以把他的账从头到尾检查一遍，如果有问题就不认，6个人都确认无误了，就没问题。而且一旦确认的账本就会被我封印，别人将无法更改。其他人也可以随时把所有的账都抄写一遍，放到自己家里备查。”

“可是……我不想去记账，可是还得用黄金怎么办？”有个居民弱弱的问。
“嗯，拿到黄金的人可以到集市上卖，其他人可以买。”神灵说。

于是，接下来就发生了这样的场景：

张三买了李四一头猪（价值0.4两黄金），付给了李四一两黄金，李四找了0.6两给张三。张三在广场的大喇叭中大喊：张三付给李四黄金一两，找零0.6两。旁边听到喊声的记账员一看确实是张三本人，赶紧记到账本上。记账员记满了一个账本，交给其他记账员检查，没问题就贴上封条封存起来，编上号，开始启用下一个新账本。如果这笔钱还没有被记账，李四就想拿着这0.4两黄金去花，别人就不认，因为查了账本，发现账上李四没有这笔钱，不合法。

结尾是：居民们过上了幸福的生活……

下面我们就结合这个故事，来看看比特币是怎么运行的。

2.2 我们需要的是一个账本

看一下我们现在每天的生活：早上从关联的银行卡里转了2000元到支付宝的余额宝，下午从支付宝转了500元给朋友，晚上在淘宝上购物支付了100元。第二天又将余额宝的钱提到了银行卡，并通过网银转给了外地的亲戚。在整个过程中，你并没有取出一点纸币，只是银行在帮你把每一次的消费和转账记了一个流水账，你相信他们记账没错，在任何时候你都可以可以打印明细查询，并确认自己的余额（也是一个数字而已）。

事实上，货币交易的本质就是一个“不会被篡改的账本”，比特币就是这样一个通过底层算法确保不会被篡改的大账本，它详细的记录并且检查、确认每一笔钱的去向。

2.3 怎么记账呢

2.3.1 节点

节点就是运行比特币客户端的计算机，正是通过这些分布在全世界各个角落的成千上万的计算机节点，实现了比特币的各项功能。他们通过互联网连接，却又没有一个中心。任何一台或者大多数节点断网或者损毁，都不会影响比特币的运行。只要还有一个节点存在，数据就不会丢失，后来的节点仍然可以从该节点获取比特币诞生以来所有的交易数据。就像故事里愿意参与记账的记账员们。

2.3.2 区块链

如同故事里讲的一个一个的账本，编号以后堆叠起来。比特币也是每隔10分钟左右把全网发生的交易打包编号，就像一个“区块”。一个一个的区块连接起来，就像是由区块组成的链条，所以这种分布式账本被称为“区块链”（Blockchain）。

2.3.3 争夺记账权—POW

故事里的记账员们为了争夺记账权，需要猜对神灵的咒语，唯一的办法是每次都从头去猜，没有捷径，但是一旦你猜对了，别人很容易核实，因为他可以把数字放到账本上，看咒语是否发光就行了。比特币的分布式记账系统也采取了类似的办法。每个区块开头都有一个哈希（请忽略这两个字）计算的难题，要想得到答案，没有好办法，只能不断的输入不同的数值去猜，但一旦猜对了，别人都可以很容易核实，代入验算就行了。

这就是工作量证明（Proof of Work，简称POW），通俗的讲就是，只要你猜对了难题的答案，系统就可以认为你一定是经过了大量的计算工作的，否则是不可能猜对的。既然付出劳动了，而且得到了答案，那就把记账权给你吧。

2.3.4 交易输出—UTXO

在上面的故事里，张三给了李四1两黄金（可以看做这笔交易的输入），产生了两笔输出：一是0.4两给了李四，二是0.6两又给了张三。在比特币的世界里，一笔交易产生的每个输出被称为UTXO，它一旦生成，就不能被分割了，是比特币交易的最小单位，就像是被直接铸造成了一个硬币，你不能切开使用了。

我们从银行取了100元钱，这100元实实在在就躺在了我们的钱包里，如果我不小心弄丢了，别人捡到就可以花掉。在比特币的世界，我们并不“拥有”比特币，我们所拥有的是这样一种权力：通过自己的密钥向全网声明我拥有将某个UTXO放行（转账、消费）的权力。

我们的比特币钱包（下文会讲到）向你展示的你“账户”里的余额，实际上是钱包计算了整个比特币大账本中，你可以通过密钥支配的UTXO的总额。比特币管理的就是这些UTXO。

我们再举一个例子来说明一下：

A在B店里买了一个面包，需要付1个比特币（为了举例方便，就不要纠结是什么面包了），A通过钱包向B支付1个BTC（比特币的货币符号），此时钱包会自动在比特币网络搜索所有A可以支配的UTXO（也就是A此前接收到的别人的付款），发现有一笔0.6BTC的UTXO、一笔0.3BTC的UTXO、一笔0.2BTC的UTXO，于是把这三个UTXO合计1.1BTC合在一起，创建了一笔交易的输入，输入密钥，转到B的收款地址后，产生了两笔输出：其中1BTC给了B，另外的0.1BTC找零，又发送给了A。该笔交易就产生了两个新的UTXO，一个是A的0.1BTC，一个是B的1BTC，这两个新的UTXO不能分割了，只能被用来创建下一个新的交易输入。

2.3.5 交易确认

一笔交易被打包进一个区块中，就意味着一次“确认”，在此区块后面继续不断的产生新的区块，每增加一个区块就意味着该交易多了一次确认。一笔交易经过了6个确认以后，在数学上基本就可以说，该交易已经不可能被篡改。

2.4 比特币的发行——挖矿

在上文的那个故事里，黄金是怎么分配的呢？是通过猜咒语争夺记账权奖励的。比特币的发行也是类似的，是通过解难题获得打包区块的机会的时候，同时获得的奖励。这就像真实的矿工辛苦的挖矿，希望能挖到金子一样，所以这个过程被形象的称为“挖矿”，而参与挖矿的人就被称为“矿工”。随着比特币价格的迅速拉升，诞生了专门以此为业的专业矿工和大型矿场，也诞生了不断提高计算能力的专业挖矿芯片和设备。后来随着个人计算能力很难与大型矿场匹敌，又诞生了矿池，简单的说就是分散的矿工合力一起挖矿，挖出来后大家按投入的算力多少分配利益。

在上文我们讲到UTXO的时候说，每一笔交易都是有输入、输出的。但有一种情况例外，就是挖矿的时候，每一个区块头上包含一笔没有输入、只有输出的比特币。输出到哪里了呢？当然是矿工的地址。这就是挖出的矿。比特币就这样发行出来了。

比特币最初四年，每个区块奖励50个比特币，此后每四年减半，到2140年，全部共约2100万个比特币将全部发行完毕。

你可能会说，比特币倒是不会超发，但随着 需求越来越多，不够怎么办？没关系，比特币是可以分割的，比如0.1BTC，0.001BTC。最小的比特币单位是一亿分之一比特币，叫“聪”。注意：这个地方的可以分割，与前文提到的UTXO不能分割不是一回事，前者是货币单位，而后者是交易。比如：一个UTXO可能含0.1BTC。

2.5 一笔比特币交易是怎么完成的

现在我们以上面买面包的例子来完整的看一下一笔比特币的交易过程：

（1）A向B购买面包，通过比特币钱包向B支付1BTC；
（2）钱包开始自动在A所有可以支配的UTXO进行拼凑，结果凑了3个UTXO合计1.1BTC，创建了一个交易；
（3）A输入了密钥，以及B的收款地址，将UTXO放行，产生了给B的1BTC和给A的0.1BTC找零这两个新UTXO，并向比特币系统广播了这笔交易；
（4）附近收到信息的矿工C，将这笔交易放到想要打包的区块里，并快速解题希望获得打包权；
（5）很幸运，矿工C获得了打包权，验证刚才这笔交易是否合法（可以一直追溯这笔钱的源头，确认其是否合法），并广播给其他矿工，这样其他矿工就放弃这笔交易，去找别的交易打包了；
（6）矿工C打包完这个区块D，继续找其他交易打包去了，而新的区块不断的在D的基础上叠加，交易得到多次确认；
（7）B拥有了支配这笔钱的权力，可以通过自己的密钥继续下一次的消费了。

3.开始用比特币

3.1 怎么得到比特币？

得到比特币有两个途径，一是挖矿；二是购买。目前国内外已经有很多数字货币交易所（之所以不叫比特币交易所，是因为现在的数字货币+区块链资产的种类已经非常多）。对于大多数人来说，通过交易所购买是比较适合的。国外比较著名的有P网（https://polonix.com）和B网（https://Bittrex.com）；国内比较著名的如：中国比特币网（www.chbtc.com）、火币网（www.huobi.com）、OKCOIN（www.okcoin.com）、云币网（www.yunbi.com）等等。这些交易所的界面、币种有所不同，但基本使用流程是差不多的。

下面是云币网的注册、交易流程说明：http://t.cn/RKI6T0L

需要说明的是，比特币是去中心化的，但比特币交易所却是中心化的。因此，在交易所交易的比特币，实际上并不属于你，只是交易所给你的欠条，承诺你可以随时提现。如果你不是频繁交易，建议你提现到自己的钱包保存。关于钱包，见下文。

3.2 钱包很重要

3.2.1 关于密钥

我们在银行开了一个户头，会有一个账号，并需要你设置一个密码，账号是公开的，但密码需要你自己保存好。如果万一忘记了密码，持身份证到银行，可以更改密码。比特币密钥与此看似有点相似，但有着很大的不同：

（1）一个比特币账户有三个关联的概念：私钥、公钥、地址。

私钥相当于银行密码，地址相当于银行账号。比特币账户是先设置一个私钥，然后通过加密算法（椭圆曲线乘法）生成公钥，公钥再通过加密算法（哈希256加密）生成地址。有了私钥，可以算出公钥和地址，但倒过来不可以。因此，你对外公布地址是不会泄露私钥的。私钥和对应的公钥称为密钥对。

既然私钥可以自己设置，那是不是我设一个容易记的密码就可以呢？不行，太容易被攻破了。事实上，在实际使用中，你不需要自己做，钱包应用自己会通过随机数生成私钥，再生成对应的公钥和地址，并帮你进行管理。你平时自己所见到的都是地址，类似：1J7mdg5rbQyUHENYdx39WVWK7fsLpEoXZy

（2）私钥是最、最、最关键的东西

比特币是去中心化的系统，没有银行来负责。私钥是唯一证明你比特币所有权的凭证，一旦丢失或忘记，意味着你永远失去了这些财产，且无法恢复。所以，无论如何强调这一点，都不过分。

3.2.2 钱包

密钥是如此的重要，又不便于记忆，因此需要加强管理。钱包就是用来进行密钥管理的工具。钱包分为热钱包、冷钱包、纸钱包、脑钱包等。
所谓脑钱包，就是想出一定不会被自己忘记的私钥，这样记在脑子里，自然丢不了。不过，这个一般人还是忽略吧；
纸钱包就是把密钥打印在纸上，找一个妥善的地方保存起来，需要的时候取出来，这个可以作为一个备份手段之一，配合其他钱包来用；
冷钱包，就是硬件钱包，有专门的硬件设备，也可以自己使用U盘、平时不用的手机来做硬件钱包，就是把密钥储存在不联网的硬件设备上，平时关机，需要的时候在不联网的情况下开机获取。这种方式适合有数量较多的比特币时使用，虽然不够方便，但安全性比较好；
热钱包就是软件钱包，也就是在电脑或手机上安装钱包APP，通过APP来进行密钥管理。由于这个比较常用，所以重点说一下。

3.2.3 一个钱包操作的示例

以比太钱包为例，说明一下钱包的使用方法。
（1）下载：https://bither.net/
（2）安装：这个就不用介绍了吧
（3）关键环节：首次进入比太钱包，会生成一个HD账户，并生成HD密语和HD种子二维码。上文我们说了，私钥是账户的核心，而HD（分层确定性钱包）账户则是用一个随机种子，自动生成很多的密钥对（私钥和公钥及地址），你不需要看到这些密钥对，由比太钱包自动管理，这样的目的是每次自动使用不同的地址收付款，增加了账户的安全性。

这个HD账户的密钥一旦丢失，则比太钱包也无法使用，HD账户中所有的密钥对也无法恢复了。因此，使用比太钱包最为关键的是一定要备份好HD密语和HD种子二维码（比如用上面的纸钱包、冷钱包）。这样，一旦手机丢失、损坏，你还可以用新手机安装重新安装APP，并通过点击界面左下角的“+”号，导入二维码或密语来恢复账户。

当然，为了方便，比太钱包还会让你设一个容易记忆的密码，便于日常使用。
（4）收付款
在比太钱包首页，显示的是你当前的比特币余额，你点击一下这个余额，看到详情页，上面是一个地址（这是比太钱包随机从密钥对里选了一个地址），旁边是这个地址的二维码。你可以点击地址下面的“发送”按钮，便打开了付款页面。你输入对方的接收地址（或扫描对方地址的二维码），发送的金额，输入你设置的付款密码，发送即可。
收款则更为简单，你只需点击一下刚才详情页面的这个地址（或者旁边的二维码），发给对方（邮件、微信等都行），等待接收即可。

3.3 其他

3.3.1 矿工费

矿工的收益其实来自两部分，一是挖矿得到的比特币奖励，二是所打包的交易的手续费。一开始挖矿得到的比特币肯定是主要收入来源，但随着挖矿人数的增多、每四年挖矿奖励的减半，挖矿收益显著减少；而交易规模的扩大，使排队的交易增多，交易被确认的速度变慢。此时矿工们会优先选择设置的矿工费高的交易来打包进区块。解决这一问题的扩容方案技术性较强，感兴趣的朋友可以自行百度，在此不再赘述。

3.3.2 手续费

各个数字货币交易所会收取提现手续费，这个与现有的普通股票交易所收手续费是一样的道理。

3.3.3 区块链浏览器

如果你收付一笔比特币，希望看到其目前的状态（是已经确认、还是等待确认，只有6个以上确认才能真正转账完成），可以通过比特币区块链浏览器查看，比如：https://blockchain.info。

4.待续

比特币在波折起伏中发展，但今天已经健壮了很多且生机勃勃，成为区块链时代的基础数字货币。未来也许还会有波折，但我们相信，再过5年、9年，比特币将成为普通大众都习以为常的货币形态。

比特币所带给我们的不仅仅是一个创新的数字加密货币体系，更带给我们“去中心化分布式账本”系统的理念，由此诞生出智能合约、诞生出旨在更便于智能合约开发和运行的去中性化系统（如以太坊、EOS），我们已经可以看到去中心化的系统+实物资产数字化+物联网的完美结合呼之欲出，一个全新的下一代互联网来到了！

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