比特币什么原理

比特币本质是一套依靠密码学、分布式账本与工作量证明共识机制运行的去中心化点对点电子现金系统，没有中心化机构发行与管控，依靠全球节点共同记账来完成资产转账、交易确认与代币发行。简单来讲，比特币不需要银行、支付平台这类第三方中介，转账双方可以直接完成价值传递，而全网所有节点共同保存完整的交易账本，以此解决传统数字支付里的双花难题，也就是同一笔币不能被重复花费两次，这也是比特币能够独立运行的底层根基。

比特币交易的底层依托UTXO模型运行，和银行账户余额模式有着明显区别，钱包并不直接存储比特币，而是保存一对由私钥和公钥组成的密码密钥。私钥代表资产控制权，只有持有者可以签名发起转账，公钥生成对应的比特币地址对外收款。每一笔转账不会直接扣减余额，而是消耗之前未花费的交易输出，生成新的输出地址。交易发起之后，数据会被广播到比特币P2P网络当中，全网节点先校验数字签名是否合法，过滤掉无效、重复花费的交易，再把合规交易放进内存池，等待矿工打包进区块。

区块链链式存储结构是比特币账本的载体，每一个区块由区块头和交易列表组成，区块头记录着上一个区块的哈希值、交易汇总生成的默克尔根、时间戳、挖矿难度以及随机数。每一个区块通过哈希值和上一个区块首尾相连，形成一条无法随意篡改的链条。一旦有人想要修改某一笔历史交易，对应区块的哈希就会完全改变，后续所有区块的关联哈希全部失效，想要篡改成功就必须掌控全网一半以上算力，成本极高几乎无法实现，这就是比特币账本不可篡改的核心逻辑。网络设定平均每十分钟生成一个新区块，每个区块承载数千笔交易记录，所有区块串联起来，就构成了比特币自诞生以来全部的公开交易历史。

挖矿也就是工作量证明机制，是比特币达成全网共识、发行新币和保障安全的关键机制。矿工不断更换随机数，反复通过SHA‑256算法运算，争夺算出符合难度目标哈希值的机会，率先算出结果的矿工获得区块记账权，打包内存池当中的交易上链，同时收获区块奖励与用户转账手续费。系统内置难度自动调节机制，每隔2016个区块就会根据全网算力高低调整挖矿难度，以此稳定维持十分钟一个区块的出块节奏。比特币总量被代码永久锁定在2100万枚，区块奖励每21万区块也就是大约四年减半一次，随着奖励不断缩减，未来矿工收益将会主要依靠交易手续费支撑。