比特币基础课程 1 - 从基本概念理解比特币

第0章介绍

比特币是一个建立在一系列概念和技术之上的系统。本系列文章希望通过描述这些概念和技术来阐明比特币是什么。

第一课从涉及比特币的最基本概念开始。

第 1 章什么是 P2P 网络

P2P网络（peer-to-peer，简称P2P），又称对等网络，又称对等网络。这是一个没有中央服务器，完全由客户端交换的互联网系统。

具有中央服务器的中央网络系统可以用下图来描述：

P2P网络可以通过下图来理解：

P2P网络中的每一个客户端都是一个客户端节点，具有服务器的功能。 P2P网络的一个重要目标是允许所有客户端提供资源，包括带宽、存储空间和计算能力。这种网络的容量可以远远超过具有中央服务器的网络。在中心服务器结构的网络中描述比特币计算过程，每增加一个客户端，就意味着所有用户的数据传输速度都会下降，而P2P网络则不会。

P2P网络的健壮性也远超中央服务器结构的网络。因为只要中央服务器出现问题，整个网络就会崩溃。但是，如果P2P网络的任何一个客户端出现问题，整个网络仍然可以正常工作。

比特币系统是一个P2P网络系统，我们先把这个概念写下来。

第 2 章什么是分布式计算

我们知道一台计算机足以计算一个简单的数学问题，例如有多少个 1+1 相等。但是如果你想计算一个超级复杂的问题呢？这可以使用多台计算机来完成，如果这些多台计算机都在 Internet 上，它们是如何相互链接的？如何传递消息和沟通？如何协调各自的任务和分工？这些问题正是分布式计算系统要解决的问题。

分布式系统是由一系列计算机组成的系统，这些计算机通过网络相互通信并协调它们的动作。计算机相互交互以实现共同目标。它是将需要大量计算的工程数据分成小块，并由多台计算机分别计算的科学。将计算结果上传后，统一合并得出数据结论。

因为超级计算能力的超级计算机太贵了，世界上很多非常复杂的科学问题都是通过分布式计算来完成的。比特币就是其中之一。

第 3 章什么是比特币

比特币本质上是一个分布式 P2P 网络系统。它由一系列相互连接形成P2P网络的计算机（或其他计算设备）组成。每台计算机都配备了一系列软件，构成了一个分布式计算系统，用于协调这些计算机完成互连、传递消息和相互通信，协调各自的任务和分工。最终，这些计算机相互交互以实现一个共同目标 - 维护一个完整且最新的数据库。

这个数据库叫做比特币区块链，这个数据库中记录的内容，叫做区块链，被我们用作货币。这和我们使用的网上银行是银行记录的数据库是一样的。

比特币是一种狭义的货币，可以用来存储和传递价值。从广义上讲，比特币是一个P2P网络和分布式计算系统。这个系统是目前使用最广泛的货币，当然它也有其他的功能或表现形式。

第 4 章简化的比特币系统模型

想象一个有 10 个人的村庄，每个人都有一台电脑。在这些电脑里，有全村每个人的资产账本，张三有多少钱，李四有多少……这套账本还详细记录了每个人的资金流转记录，张三给李四多少钱某个时间点的司，以及某个时间点李思给了王舞多少……

现在的问题是每个人都可以完全控制自己的计算机，每个人都可以在自己的计算机中自由修改账本中的记录。例如，张三可以在他的帐户中添加几个零。而且全村也没有绝对的权威来仲裁谁作弊。

在这种场景下，如何将这10台电脑连接成一个点对点网络描述比特币计算过程，让每台电脑通过分布式计算系统资产真实记录全村、每个村民的资金流向，满足以下要求：

一个人的账户向另一个人发送资金，所有计算机都能及时更新账本并保持一致；计算机之间的数据交换（即资金流转）过程不被篡改；所有计算机中的历史记录不可篡改；任何人都可以自由开机加入，或者关机退出系统，不会影响整个系统的正常工作。

这样的场景和这套P2P网络和分布式计算构成了比特币的简化模型。这样，村民就可以将该系统作为货币来完成经济活动的支付。当然，比特币的发展是相当复杂的。

比特币是一个全球级的 P2P 网络系统。比特币协议以各种开源软件的形式实现。这些软件可以在PC、智能手机、特殊计算设备等上运行。这些终端可以借用，自由访问比特币系统，不需要任何人的批准。该系统可以完美记录所有参与者的资金流向，不受任何中央机构和政府的控制。从第一个比特币到现在，所有比特币的流动和所有权都被完整无误地记录下来，形成了一套数据，称为比特币区块链，这个系统可以看作是一种无国界的全球货币。

第五章结论

比特币是一个基于一系列概念和技术的系统。这并不难理解。只要慢慢理解一个概念，就OK了。