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实用文档 一个故事告诉你比特币的原理和运行机制 作者：杨舟花时间阅读了一些与比特币原理相关的资料。 主要原理还是比较清楚的。 写一篇文章分享给大家。 本文的定位会比较科普，尽量用类比的方式来解释比特币的基本原理。 本文将不涉及算法和协议中更详细的部分。 以后打算再写一篇程序员视角的比特币原理的文章，从技术人员的角度分析比特币系统中的关键数据结构和算法。 以及关于协议的一些解释。 在本文中，我将给出一个名为“比特村”的虚拟村庄。 整篇文章会一步步告诉你比特币的动机，它解决了什么问题，以及一些关键部件的目标和设计方案。 . 提出这个问题，我们先从比特币的动机说起。 据说在这个世界上，有一个叫做比特村的小村子，村子里有数百户人家。 村子几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。 因为没有大规模的贸易，比特村的村民一直过着以物易物的生活，也就是说村民没有使用统一的货币。 彼此之间的交易，基本上就是用老家的一袋面粉换老家的一只羊。 王夫人用一筐野果换了两尺布。 村民们一直过着这样简朴的生活。 实物货币终于有一天来了，村民们觉得一直这样以物易物太不方便了，于是全村人开会商量如何解决这个问题。

有人提出，对于黄金等易分稀有的物品，作为一般等价物，应将其他物品与黄金的对应关系编成表格，如1克黄金对应一只羊，一只一克黄金对应一袋面粉等等，这时，老人再也不用背着一袋面粉气喘吁吁地去老家换羊了。 他只要从家里找出一克黄金，就可以去老家带回一只羊。 愿意卖面粉的人可以换取一袋面粉，当然也可以换取任何等同于一克黄金的物品。 此时，比特村已经进入了实物货币时代。 实用单据 符号货币的好景不长，过了一段时间，实物货币的劣势也显现了出来。 因为比特村附近的金矿并不多，开采和冶炼黄金实在是太费时费力了。 随着使用比特币工作机制，黄金总是会磨损、丢失或被故意囤积。 全村人又坐在一起，开始商议对策。 这时候有人说，其实不用黄金，找一张纸，写上“一克黄金”，只要全村人都同意这张纸等于一克黄金就可以了。 ，问题就解决了。 其他人表示赞同，但与此同时，又出现了一个新问题：真金需要开采和冶炼。 金矿是有限的，开采和冶炼也是需要成本的，所以没有人能够在短时间内凭空炼出大量的黄金。 写作是不同的。 现在，只要纸笔够多，想写多少就写多少，到时候看谁家里纸多就变成打架了，说不定10000张纸可以换一只羊（其实，这就是经济学中发生的事情。高于通货膨胀）。

大家也在思考。 但这时有人想出了一个办法：这张纸谁写谁无效，我们只认村里德高望重的老村长的字迹，老村长的字迹大家都知道。 老村长写了一些纸，同时根据每家的黄金存量，把等量的纸发给大家。 我家乡的黄金被抵押了。 就这样，老村长把村里所有的黄金都带回了自己家，并根据每家上交的黄金数量，分发了等量的写在上面的纸。 这时候，村民们就可以把这些纸当作黄金来交易了，老村长的话大家都能认出来，其他人就无法伪造了。 另外，如果有人的纸磨损得太厉害，也可以从老村长那里拿来换取等值的新纸。 另外，老村长承诺，谁要换真金，只要把纸拿回来，老村长就会还给他们。 将等值的黄金还给该男子。 因为老村长写的纸上的金量和家里实际放的金量是一样的，所以只要严格按照废纸多写新的原则，每一张有效纸总是可以兑换成相应的真金。 此时，比特村进入了符号货币（纸币）时代。 老村长承担了政府和银行的职责。 自实用文件中央系统的虚拟货币以来，已经过去了几年。 老村长每天要核对大量的旧钞票，写新钞票，认真记录各种账目。 一来二去，老村长劳累过度，不幸驾车西行。 比特村再次召开全体会议，商讨对策。

这时，老村长的儿子二狗子自告奋勇接过父亲的笔，承担起发行货币的重任。 年轻的村长二狗子很聪明。 他工作了几天，发现其实并不需要写那么多论文。 可以这样做：村民们把纸币全部上交销毁，但二狗子会记录每户上交的纸币数量。 如果以后要付钱，比如说你想用一克黄金换一只羊，可以一起叫二狗子，说明你要把你老名下的那一克黄金放在你老名下。名，二狗子取之。 查账本，看老名下有没有一克黄金，有的话，老名减一克，老名加一克，完成支付。 狗子确认转移完成，他就放心把老羊带走。 此时，比特村已经进入了中央系统虚拟货币时代。 每个村民都不需要实物支付，支付过程变成了二狗子维护的账本上的数字变更。 实用文档 分布式虚拟货币 新上任的二狗子很聪明，但也有聪明被聪明误的时候。 一天，二狗子盯着账本，想着村里每户有多少钱我说了算，我岂不是……。 于是他就一时冲动，私自从旧账上划了十克黄金到自己名下。 本以为完美，没想到老爷子也有记账的习惯。 有一天他正要付钱，二狗子却告诉他账户里没有钱了。 老爷子看了看账本，明明还剩十克，就拿着账本去找二狗子理论。 检查后，他发现了未经老人批准的转账。

发生了一些事！ 比特村炸了。 二狗子被弹劾在所难免，但通过这件事，大家发现了集中账本掌握在一个人手中的弊端： • 这种制度完全依赖于账本持有人的个人信用。 如果账本被篡改，整个货币体系就会崩溃 • 如果这个人的房子着火或者账本被盗，也会给整个系统带来毁灭性的打击。 他上台告诉大家，他设计了一个不依赖任何中央处理器的虚拟货币系统，叫做比特币，可以解决上述问题。 然后他慢慢地描述了他的计划。 我们来看看中本聪是如何设计这个系统的。 基础设施建设账簿公开机制 中本聪首先解释，现有账簿应修改如下： 1. 账簿不再记录每个村民的余额，只记录每笔交易。 即记录每笔交易的付款人、收款人和付款金额。 只要确定了账本的初始状态，并且每笔交易记录都是可靠的、及时的，就可以计算出每个人目前持有多少钱。 2. 账本由私有改为公开。 只要有村民需要，都可以获得当前完整的账本。 账簿记录了从创建账簿到现在的所有交易记录。 实用文档一说到这里，下面立马炸锅了。 第一个无所谓，但是第二个简直不能接受，因为账本上记录着村民的所有交易，所以大家的隐私并没有完全暴露。

中本聪不紧不慢地拿出一对奇怪的东西。 身份和签名机制（公钥加密系统）中本聪说，不要惊慌。 在他的机制下，没有人使用真实身份交易，而是使用唯一码交易。 他展示着手中的神奇之物，说这两个东西叫做印章和印章扫描器。 以后，他会把印章和印章扫描器发给村里的每户人家。 两者的作用如下： • 印章可以在纸上盖一枚印章，每盖一枚印章，都是全村唯一的一串字符，但肉眼是看不到的。 也不可能通过观察来制作相应的印章。 • 印章扫描器可以扫描盖章，读出隐藏的信息，并在液晶屏上显示一串字符。 有了这两个神奇的东西，每个人都可以在不暴露真实身份的情况下进行交易，而封印中隐藏的那一串字符，就是这个家族的代号。 下面将详细介绍如何巧妙地使用印章和印章扫描仪进行交易。 建立虚拟矿工组织（挖矿组） 下一步，中本聪从全村招募虚拟矿工。 招募要求如下： • 矿工以群体为单位，一个群体可以是单户，也可以是几户的组合 • 成为矿工不影响币种的正常使用 • 矿工每次花费一定的时间每天从事比特币“挖矿”活动，但与淘金不同比特币工作机制，虚拟矿工无需携带工具下地作业，在家即可完成工作• 矿工有一定的获得报酬的可能性，付出的越多在挖矿活动中，获得报酬的可能性越大，矿工可以随时退出，也可以随时有新矿工加入，大约五分之一的村民加入了比特币矿工组织，分为7个小组。

初始账本（创世区块）建立后，中本聪宣布，首先，根据二狗子手中的账本，按照账本记录的余额，将抵押的黄金全部归还给每个村民，然后这个账本就会被彻底销毁。然后，中本聪拿出一本新的账本，在账本的第一页记录一些交易记录。 尤其是这些记录的付款人一栏都是“系统”，收款人是每个印章对应的隐藏字符代表初始时刻，系统默认给每个家庭分配一定数量的比特币，但是