** ： 阮一峰的網路日誌 - 位元幣入門教程
首先，理解位元幣，必須理解非對稱加密。
你可能聽說過這個詞，所謂非對稱加密，其實很簡單，就是加密和解密需要兩把鑰匙：一把公鑰和一把私鑰。
公鑰是公開的，任何人都可以獲取。私鑰是保密的，只有擁有者才能使用。他人使用你的公鑰加密資訊，然後傳送給你，你用私鑰解密，取出資訊。反過來，你也可以用私鑰加密資訊，別人用你的公鑰解開，從而證明這個資訊確實是你發出的，且未被篡改，這叫做數字簽名（更詳細的介紹請看《什麼是數字簽名》）。
現在請設想，如果公鑰加密的不是普通的資訊，而是加密了一筆錢，傳送給你，這會怎樣？
首先，你能解開加密包，取出裡面的錢，因為私鑰在你手裡。其次，別人偷不走這筆錢，因為他們沒有你的私鑰。因此，支付可以成功。
這就是位元幣（以及其他數字貨幣）的原理：非對稱加密保證了支付的可靠性。
由於支付的錢必須通過私鑰取出，所以你是誰並不重要，重要的是誰擁有私鑰。只有擁有了私鑰，才能取出支付給你的錢。（事實上，真實的交易流程稍有不同，私鑰保證的不是取出支付給你的錢，而是保證只有你能把這些屬於你的錢支付出去，詳見後文。）
對於位元幣來說，錢不是支付給個人的，而是支付給某一把私鑰。這就是交易匿名性的根本原因，因為沒有人知道，那些私鑰背後的主人是誰。
所以，位元幣交易的第一件事，就是你必須擁有自己的公鑰和私鑰。
你去網上那些位元幣交易所開戶，它們會讓你首先生成乙個位元幣錢包（wallet）。這個錢包不是用來存放位元幣，而是存放你的公鑰和私鑰。軟體會幫你生成這兩把鑰匙，然後放在錢包裡面。
根據協議，公鑰的長度是512位。這個長度不太方便傳播，因此協議又規定，要為公鑰生成乙個160位的指紋。所謂指紋，就是乙個比較短的、易於傳播的雜湊值。160位是二進位制，寫成十六進製制，大約是26到35個字元，比如 1bvbmseystwetqtfn5au4m4gfg7xjanvn2。這個字串就叫做錢包的位址，它是唯一的，即每個錢包的位址肯定都是不一樣的。
你向別人收錢時，只要告訴對方你的錢包位址即可，對方向這個位址付款。由於你是這個位址的擁有者，所以你會收到這筆錢。
由於你是否擁有某個錢包位址，是由私鑰證明的（具體的證明方法稍後介紹），所以一定要保護好私鑰。這是極其重要的，如果你的私鑰被偷了，你的位元幣也就等於沒了，因為他人可以冒用你的身份了，把錢包裡面的錢都轉走。
同樣的，你向他人支付位元幣，千萬不能寫錯他人的錢包位址，否則你的位元幣就支付到了另乙個不同的人了。
下面，我把整個流程串起來，看看位元幣如何完成一筆交易。
一筆交易就是乙個位址的位元幣，轉移到另乙個位址。由於位元幣的交易記錄全部都是公開的，哪個位址擁有多少位元幣，都是可以查到的。因此，支付方是否擁有足夠的位元幣，完成這筆交易，這是可以輕易驗證的。
問題出在怎麼防止其他人，冒用你的名義申報交易。舉例來說，有人申報了一筆交易：位址 a 向位址 b 支付10個位元幣。我怎麼知道這個申報是真的，申報人就是位址 a 的主人？
位元幣協議規定，申報交易的時候，除了交易金額，轉出位元幣的一方還必須提供以下資料。
上一筆交易的 hash（你從**得到這些位元幣）
本次交易雙方的位址
支付方的公鑰
支付方的私鑰生成的數字簽名
第二步，算出支付方公鑰的指紋，確認與支付方的位址一致，從而保證公鑰屬實。
第三步，使用公鑰去解開數字簽名，保證私鑰屬實。
經過上面三步，就可以認定這筆交易是真實的。
確認交易的真實性以後，交易還不算完成。交易資料必須寫入資料庫，才算成立，對方才能真正收到錢。
位元幣使用的是一種特殊的資料庫，叫做區塊鏈（blockchain），詳細的介紹請看《區塊鏈入門教程》。本文只討論交易如何寫入區塊鏈。
首先，所有的交易資料都會傳送到礦工那裡。礦工負責把這些交易寫入區塊鏈。
根據位元幣協議，乙個區塊的大小最大是 1mb，而一筆交易大概是500位元組左右，因此乙個區塊最多可以包含2000多筆交易。礦工負責把這2000多筆交易打包在一起，組成乙個區塊，然後計算這個區塊的 hash。
計算 hash 的過程叫做採礦，這需要大量的計算。礦工之間也在競爭，誰先算出 hash，誰就能第乙個新增新區塊進入區塊鏈，從而享受這個區塊的全部收益，而其他礦工將一無所獲。
一筆交易一旦寫入了區塊鏈，就無法反悔了。這裡需要建立乙個觀念：位元幣不存放在錢包或其他別的地方，而是只存在於區塊鏈上面。區塊鏈記載了你參與的每一筆交易，你得到過多少位元幣，你又支付了多少位元幣，因此可以算出來你擁有多少資產。
交易的確認離不開礦工。為什麼有人願意做礦工呢？
位元幣協議規定，挖到新區塊的礦工將獲得獎勵，一開始（2023年）是50個位元幣，然後每4年減半，目前（2023年）是12.5個位元幣。這也是位元幣的供給增加機制，流通中新增的位元幣都是這樣誕生的。
你可能看出來了，每4年獎勵減半，那麼到了2023年，礦工將得不到任何獎勵，位元幣的數量也將停止增加。這時，礦工的收益就完全依靠交易手續費了。
所謂交易手續費，就是礦工可以從每筆交易抽成，具體的金額由支付方自願決定。你完全可以一毛不拔，一分錢也不給礦工，但是那樣的話，你的交易就會沒人處理，遲遲無法寫入區塊鏈，得到確認。礦工們總是優先處理手續費最高的交易。
目前由於交易數量猛增，手續費已經水漲船高，乙個區塊2000多筆交易的手續費總額可以達到3～10個位元幣。如果你的手續費給低了，很可能過了乙個星期，交易還沒確認。
乙個區塊的獎勵金12.5個位元幣，再加上手續費，收益是相當可觀的。按照目前的**，可以達到100萬～200萬人民幣。想想看，運氣好的話，幾分鐘就能挖到乙個區塊，拿到這樣一大筆錢，怪不得人們對挖礦趨之若鶩。
《區塊鏈入門教程》說過，位元幣協議規定，平均10分鐘誕生乙個區塊。區塊的大小只有 1mb，最多只能包含2000多筆交易。也就是說，位元幣網路每10分鐘，最多只能處理2000多筆交易，換算一下，就是處理速度為3～5筆/秒。
全世界的位元幣交易這麼多，可是區塊鏈每秒最多只能處理5筆，這已經成為制約位元幣發展的乙個瓶頸。
很早就有人呼籲，改革位元幣協議，提公升處理速度。這件事在2023年8月有了一點眉目，當時區塊鏈發生了一次分叉，誕生了乙個新協議，稱為 bitcoin cash（簡稱 bch）。這種新貨幣其他方面都與位元幣一致，就是每個區塊的大小從 1mb 增加到了 8mb，因此處理速度提公升了8倍，手續費也低得多。該協議是對原有區塊鏈的分叉，因此當時持有位元幣的人，等於一人獲贈了乙份同樣數量的 bch。
bch 等於創造了一種新貨幣，還有人提議，原始位元幣的區塊大小提公升到 2mb，這稱為 segwit2x 。這個建議原定於2023年11月實施，但是最後一刻由於缺乏共識，就被取消了，目前還在討論中。
位元幣是乙個全世界的開放網路，只要你有伺服器，就能加入這個網路，成為乙個節點。每個節點都包含了整個區塊鏈（目前大概 100多 gb），並且節點之間時刻不停地在同步資訊。
當你發生了一筆支付，你所在的節點就會把這筆交易告訴另乙個節點，直至傳遍整個網路。礦工從網上收集各種新發生的交易，將它們打包寫入區塊鏈。一旦寫入成功， 礦工所在節點的區塊鏈，就成為最新版本，其他節點都會來複製新增的區塊，保證全網的區塊鏈都是一致的。
最後，你所在的節點也拿到了最新的區塊鏈，從而得知你早先的那筆交易，已經寫在裡面了，至此交易確認成功。
寫到這裡，我就介紹完了位元幣的基本知識，希望你已經明白了位元幣是怎麼回事。但是還有乙個根本的問題，我沒有回答：位元幣的本質到底是什麼？
說到底，位元幣只是區塊鏈的一條記錄，是憑空生成的，為什麼可以當錢用？舉例來說，礦工獲得12.5個位元幣的獎勵，其實就是區塊鏈有乙個記錄：」***位址獲得12.5個位元幣」。正是這行記錄，導致該礦工獲得了大筆金錢。如果區塊鏈突然增加了一條記錄，記載你的位址獲得了1000個位元幣，你就真的會有1000個位元幣。這到底是為什麼？
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