比特币是什么？
编者按：随着新一代科技革命浪潮的到来，区块链(Blockchain)作为一项关键技术，在全球互联网领域内快速升温。在中国，区块链也被看作核心技术自主创新的重要突破口，各行业相继开始寻找区块链赋能本领域的方法，以求助力解决发展痛点和难点。区块链到底是什么？如何运作？它的价值又如何体现？我们将以GISer的视角，陆续推出「区块链」科普系列文章，为大家普及相关知识，分享区块链和IPFS的相关应用，后续更新敬请关注！
一、比特币是什么？
比特币（BitCoin，简称BTC），最初由中本聪在2008年11月1日提出，并于2009年1月3日正式诞生。比特币是一种由开源的P2P软件产生的电子货币，是一种网络虚拟货币。比特币不依靠特定货币机构发行，它通过特定算法的大量计算产生。
比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库，来确认并记录所有的交易行为。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。
简单来说，比特币(BTC)是基于密码学、依托于区块链技术的一种去中心化传输模式的加密货币。
二、比特币的发展历程
比特币是上一次全球经济危机的产物，2008年次贷危机爆发，引发了全球经济危机，政府超发货币刺激经济。2008年11月1日，中本聪(Satoshi Nakamoto)发布比特币白皮书，详细阐述了比特币的运行机制。
比特币运用区块链技术，建立了一个基于加密技术的去中心化支付系统，解决了交易信任问题。该系统通过使用工作量证明机制和点对点网络对公开的交易进行记录，交易双方在不需要第三方机构的情况下，也能正常进行比特币交易。比特币总量恒定，其诞生可以说是对政府滥发货币不信任的产物。
2009年1月3日，比特币区块链的创世区块被中本聪挖出，并产生了50个BTC的区块奖励，标志着比特币的正式问世。
三、比特币的特征
1.去中心化：比特币最大的特点就是去中心化，即比特币网络不受中央政府控制。每一个挖矿机和比特币交易过程都是网络的一部分，并一起运行。
2.总量恒定：比特币总量2100万枚，不像法币通货膨胀严重。
3.交易匿名：基于密码学，在流通、交易中是匿名的。
4.账单透明可查询：在比特币网络中，历史上发生过的任何一笔交易记录都是公开，可以查看每一个比特币地址交易记录。
5.交易不可逆：当一个用户向另一个比特币地址发送比特币时，转账不可撤回，除非收款方转回给对方。
四、比特币的运行机制和挖矿
每一笔比特币交易，都会被区块链网络中的节点记录下来，以此增强交易公信力，保护交易双方利益。比特币采用工作量证明(Proof of Work)共识机制，让所有节点通过解决工作量证明难题的方式参与竞争，竞争成功的节点拥有新区块的记账权，并能够将记录的信息广播出去。其他节点接收后将根据此消息进行数据同步，确保账本一致。
这种竞争记账权的过程，叫做挖矿，参与挖矿的节点，叫做矿工。矿工挖矿成功后可以获得区块奖励，即一定数额的比特币，还可以收取该区块上的交易手续费。在利益的驱使下，节点会积极参与挖矿并维护交易记录的真实有效。
比特币的发行只有一种方式，即区块奖励，也就是说比特币是通过挖矿产生的。比特币总量恒定为2100万枚，规定了每产生210100 个区块（约四年），比特币的区块链奖励就要减半一次，预计会在2140年挖完。
五、比特币和区块链的关系
比特币背后是区块链技术，区块链因比特币而诞生，而比特币则是区块链的一个应用。
区块链是去中心化分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。从区块链科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础，而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。总之，区块链是信任的机器。
六、交易过程
一笔交易就是一个地址的比特币转移到另一个地址。由于比特币的交易记录全部公开，因此支付方是否拥有足够的比特币完成交易，可以轻易验证。
如何防止他人冒用自己的名义来申报交易？举例来说，某人申报了一笔交易：地址A向地址B支付10个比特币，如何得知此申报为真？申报人即为地址A的主人？
比特币协议规定，申报交易时，除了交易金额，转出比特币的一方还必须提供以下数据：
• 上一笔交易的Hash（从哪里得到这些比特币）
• 本次交易双方的地址
• 支付方的公钥
• 支付方的私钥生成的数字签名
验证这笔交易是否属实，需要三步：
第一步，找到上一笔交易，确认支付方的比特币来源。
第二步，算出支付方公钥的指纹，确认与支付方的地址一致，从而保证公钥属实。
第三步，使用公钥解开数字签名，保证私钥属实。
经过上面三步，我们就可以认定这笔交易是真实的。
注：文章第六部分选取自“程序员的那些事”微信公众号《什么是比特币？比特币的入门介绍》一文
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