比特幣完整副本大小

1. 比特幣演算法原理

比特幣演算法主要有兩種，分別是橢圓曲線數字簽名演算法和SHA256哈希演算法。

橢圓曲線數字簽名演算法主要運用在比特幣公鑰和私鑰的生成過程中，該演算法是構成比特幣系統的基石。SHA-256哈希演算法主要是運用在比特幣的工作量證明機制中。

比特幣產生的原理是經過復雜的運演算法產生的特解，挖礦就是尋找特解的過程。不過比特幣的總數量只有2100萬個，而且隨著比特幣不斷被挖掘，越往後產生比特幣的難度會增加，可能獲得比特幣的成本要比比特幣本身的價格高。

比特幣的區塊由區塊頭及該區塊所包含的交易列表組成，區塊頭的大小為80位元組，由4位元組的版本號、32位元組的上一個區塊的散列值、32位元組的 Merkle Root Hash、4位元組的時間戳（當前時間）、4位元組的當前難度值、4位元組的隨機數組成。擁有80位元組固定長度的區塊頭，就是用於比特幣工作量證明的輸入字元串。不停的變更區塊頭中的隨機數即 nonce 的數值，並對每次變更後的的區塊頭做雙重 SHA256運算，將結果值與當前網路的目標值做對比，如果小於目標值，則解題成功，工作量證明完成。

比特幣的本質其實是一堆復雜演算法所生成的一組方程組的特解（該解具有唯一性）。比特幣是世界上第一種分布式的虛擬貨幣，其沒有特定的發行中心，比特幣的網路由所有用戶構成，因為沒有中心的存在能夠保證了數據的安全性。

2. bch和btc區別

比特幣 （BTC）是一種數字貨幣，2017年8月1日發生分差，在一個「硬叉」的事件中，誕生了一種被稱為比特幣現金（BCH）的新數字貨幣。兩者的傳輸方式相同、記錄交易信息的區塊容量不同、演算法難度不同。

(1)兩者的傳輸方式相同

比特幣現金和比特幣兩者是完全分散的，中央銀行不發行，也不需要第三方來操作，而是通過互聯網來傳輸的電子現金。

比特幣現金的前世就是比特幣。在分叉之前它存儲的 區塊鏈 中的數據以及運行的軟體是和所有比特幣節點兼容的，而到了分叉那一刻以後，它與比特幣就沒有多少關聯了，成為一種全新的幣種。

(2)記錄交易信息的區塊容量不同

比特幣的區塊容量是1MB，而比特幣現金刪除了隔離驗證（SegWit），取消了區塊大小1M的限制，最大可支持8M區塊大小，堅持的是鏈上擴容路線。是BitcoinABC方案產生的區塊鏈資產，具有更大的穩定性、安全性。在特定的時間內也可以支持更多的交易。比特幣現金被挖出的第一塊BCH區塊，大小就已經超過了1MB。

(3)兩者的演算法難度不同

比特幣最多有2100萬個，而比特幣現金是採用動態難度調節模式，生產難度會隨著整個比特幣現金網路中的算力來調節。

3. 比特幣現金的區塊大小

比特幣現金的區塊大小大約在1M。
比特幣現金的區塊大約在1MB，最近一個區塊的大小僅為57KB，硬分叉擴容事實上幾乎沒有意義。
像在比特幣網路中，區塊的大小被限制在了1M，並且每十分鍾產生一個區塊，比特幣網路能夠支撐起的並發量僅僅為每秒7筆交易。

4. 小白如何了解比特幣

多去比特幣新聞網看比特幣新聞，以及行情，技術
比特幣的誕生
比特幣的誕生應該算在2008年的11月1號的那一天，一個化名為「中本聰」的人在網上發表了一篇論文。 在這篇論文里，他詳細的描述了一種嶄新的貨幣體系，他將之命名為「比特幣」。

隨後，次年的1月3日，首個比特幣程序在中本聰的手裡誕生，與之一起誕生的是最早挖礦所得的50個比特幣。在那之後他開始逐漸淡出，直到徹底的消失。

人們至今也沒找出這個叫中本聰的人的真實身份，即使如今的運營商、互聯網巨頭與政府已將人們在網路上的行跡牢牢掌握在了手裡。

他在發言時會經常切換美式和英式英語，他隨機在全天不同的時間上線，以隱瞞自己的國籍和時區；他隱藏自己的ip地址，加密自己的郵件，故意偽造一些寫作和發言風格來混淆視聽；此外他還是一名造詣頗深的密碼學專家，對了，他發表論文的地方就叫做 "密碼學郵件列表"。

所以比特幣從誕生時起就帶上了一種黑客精神：對抗任何勢力所強加的審查。

當然我們也可以這么看： 如果一個發明了匿名貨幣系統的黑客，卻連自我身份都不能匿名的話，那整件事會變成一個笑話。

但是所幸，中本聰沒讓我們失望。

1. 什麼是貨幣
我發現要講清楚什麼是比特幣，這一節是無論如何也跑不了的了。我不是什麼經濟領域的專家，我只能很粗淺且只能在很直觀的意義上講述這個問題。（不過就標題所表達出來的本文主旨而言，似乎也足夠了）

高中的課本里有講過(還記得嗎?) , 貨幣是儲存價值的媒介，一種東西要成為貨幣，最重要的，他必須滿足：

1） 稀缺性。

這就是為什麼黃金可以而沙子不能被當作貨幣的原因。稀缺性可以理解為獲得它的難度，越是稀缺要獲得它就越難。 一個直觀的認識是這樣的：假設你一個月的薪水是5000元，它意味著人民幣的稀缺程度恰好到了這樣一個度，即你要付出一個月的勞動才能獲得5000個一元。 你不會同意以5000粒沙子來支付你的薪水，是因為與其通過勞動一個月來獲得它，你大可以去沙灘走一圈就輕輕鬆鬆地得到了。

那麼現在的金融系統是如何保證貨幣的稀缺性的呢？控制發行。貨幣的發行是被牢牢掌握在中央銀行手中的，這樣貨幣的發行量才能做到可控(所以你現在知道了，私自印鈔是違法的）。回到剛剛那個例子, 你同意以5000元來支付你一個月的薪水，是因為人民幣發行量剛好到了這個度。如果此時的人民幣發行量翻倍了，稀缺度相應降低, 這時候你就應該要求以1萬元來支付你的薪水了(但市場的響應往往不會這么快，在這期間你的財富其實是被剝奪了－－你的勞動本該獲得一萬元卻只得到5000元的回報)。

2）交易性

貨幣存在的目的當然是為了交易。就像很多人告訴你的那樣，錢是用來花的，不是用來帶進棺材的。所以除了滿足稀缺性以外，一種東西它越是方便交易，那麼他就越符合理想貨幣的標准。所以在貨幣史上，銀元代替了貝殼，紙幣代替了銀元，數字貨幣正逐漸取代紙幣。

這里所說的「交易」，是指財產從一方轉移到另一方，即一方的財產減少相應的另一方增多。對實物貨幣來說，它發生得非常自然，甲要給100元乙，當100元鈔票從甲的手裡轉移到乙的手裡的那一瞬間，交易完成了，甲的財產減去了100元而乙的財產增加了100元，這個過程中沒有第三方的參與，完全是甲和乙之間的私密行為；然而當交易發生在數字貨幣層面上時，就沒這么簡單了，甲要給100元給乙，如何確保交易完成了呢？假設甲和乙在各自的電腦上記錄了自己的財富數額的話，那麼如何確保乙在給自己增加了100元的時候甲如實地給自己減去了100元呢？這個時候我們不得不要引入第三方了－－我們稱之為「銀行」的那個傢伙。 當甲要轉移100元給乙時，他不是直接給乙而是給銀行， 「請把我的100元轉給乙」 ，於是銀行在甲的帳目上扣掉100元，再在乙的帳目上加上這100元。(我們假設它慷慨地不收取任何交易費)

以上所說的就是現代貨幣系統的一個粗廓模型，這個模型最大的弊端在於：人們不得不去信任一個中心系統。

數字貨幣的交易必須依賴銀行，而一個人的銀行賬號可能會被審查、限制甚至是剝奪。當一方想要給另一方轉移自己的財富時，銀行可以收取高昂的費用或者直接拒絕(比如你試試匯一筆錢給美國的親戚）。

貨幣的發行必須依賴中央銀行。好吧，這已經是一個廣為人知的秘密了：貨幣一直在貶值，或者說貨幣一直在超額發行(想想20年前的100塊跟現在的100塊)。 我引用兩段話， 一段是凱恩斯說的， 「通過連續的通貨膨脹過程，政府可以秘密地、不為人知地沒收公民財富的一部分。用這種辦法可以任意剝奪人民的財富，在使多數人貧窮的過程中，卻使少數人暴富。」， 另一段，出自哈耶克， 「政府無法克制濫發貨幣的沖動」。

那麼有沒有可能設計出一套貨幣系統，在這個系統里我們不需要一個中心機構，不用被迫去信任任何的第三方， 使貨幣的發行透明可控，貨幣的交易私密而安全呢？

你猜？

2. 什麼是比特幣
所以我們現在可以回答到了，比特幣是一個發行去中心化和交易去中心化的電子貨幣系統。在這個系統里，貨幣的發行量是透明且可預期的，貨幣的交易利用整個網路的協同合作來保證交易的安全。

下面我將逐步拆解比特幣的原理。需要注意的是，比特幣作為一個已經實際在使用的產品，它本身有著非常豐富的細節。本篇目的是向沒有技術背景的讀者講述比特幣的基本原理，因此並不會涉及到這些細節。比如說錢包的地址其實並不是公鑰，而是公鑰的二次哈希值； 區塊鏈的難度要求並不是簡單的把所有區塊鏈的內容做一次哈希運算；等等。但是為了敘述的簡潔性，在不影響對基本原理的講解下這些都做了簡化處理，希望大家能夠理解。

2.0. 比特幣網路 -- 由眾多運行著比特幣程序的節點組成
比特幣是一個由眾多平等的節點組成的網路。

一個節點就是一個比特幣程序，任何能夠連上網和具有一定計算能力的機器都能運行這個程序 －－ 所以你家裡的電腦也可以作為比特幣網路里的節點:)

節點之間是可以互相通訊的，同時比特幣有一套機制可以讓一個節點向其他所有節點發出消息，這個行為被稱為「廣播」。

2.1. 區塊鏈 －－ 一個公共的賬簿
我們先回到銀行的例子。銀行最基本的功能，無非是維護一個賬簿，而這個賬簿只需如實記錄每一筆交易而已。比如X年X月X日，王小明轉了30塊錢給張大毛；Y年Y月Y日，張大毛轉了12塊錢給李小豆，諸如此類。 根據這個賬簿我們可以查到一個人的所有交易記錄，因而也就能推算出這個人此刻的賬戶余額為多少。比如李小豆從建銀行帳號開始，轉進的交易合計500元，轉出的交易合計300元，那麼可以算出此時李小豆賬戶余額一定是200元。

維護好這個賬簿，並且作為唯一的維護者(只有銀行才有權力查看和修改)， 銀行作為一個交易中心的職責就完成了。

比特幣也有賬簿，但是與銀行不同的是，這個賬簿是公開的，任何人可以去查看和審核它。

這個賬簿被稱為"區塊鏈"。你可以把區塊鏈想像成一個小冊子，冊子的每一頁寫滿了交易信息，並且不斷有新的頁加入進來。

2.2 錢包 －－－由一對公鑰和私鑰構成的的賬戶
上面一小節，解釋了什麼是比特幣的賬簿。這一小節將解釋這個賬簿里資金的歸屬權問題，亦即比特幣的帳戶系統。

比特幣里的帳戶跟銀行的帳戶有本質的區別。

在銀行賬戶下，銀行記錄下了該賬戶所有者的身份信息(回想一下你去銀行開戶時提交的資料：照片、身份證、電話號碼、家庭住址....)，因而只要你能向銀行證明你的身份，你也就獲得了你名下財產的所有權。在這種模型下，銀行扮演了一個全知全能的上帝角色：他知曉現實人們的財富信息。我們除了祈禱上帝不要把我們的信息泄露出去或者利用它干壞事以外，別無他法。

在比特幣的世界裡，並沒有銀行這樣一個機構，它不會強制人們暴露自己的身份以換取資金的安全。比特幣的帳戶只是簡單的由兩串數字構成，分別被稱為「公鑰」和「私鑰」，除此之外再無其他。

這個兩個數字所具有的數學特性 －一個被私鑰加密過的數據只能通過公鑰來解開，所謂的非對稱加密－使它們能夠完美的實現一個帳戶(比特幣世界裡被稱為錢包)需要的功能。

我們把公鑰作為帳戶地址 －－在比特幣世界裡也稱錢包地址 －－它類似於銀行系統里的帳號，就是當你告訴別人「請給我的帳號打300塊錢」時，需要告訴別人的那一串數字。對銀行來說，它是「招商銀行6214850200251100」，對比特幣而言，它是「 」。

私鑰，是證明錢包所有權的*唯一*憑證，你通過證明你是該錢包的私鑰持有者來獲得該錢包的所有權。注意，和銀行賬號的密碼不同的是，你丟失了密碼還可以通過證實自己的身份來找回，但你一旦丟失了密鑰那這個錢包里的資金就再也找不回了。

因為公鑰和私鑰所具備的非對稱加密的美妙特性，錢包的所有者並不需要通過出示私鑰來證明自己持有它。他只需要出示一段用私鑰加密過的文字，驗證者能用公鑰(即錢包地址)解開這段文字即能證明。

那麼怎麼生成一對這樣的數字呢？

相比於銀行開戶的繁瑣手續，你唯一需要的只是一個實現了該功能的數學軟體。

感謝數學。

2.3 區塊 －－－ 有難度要求的賬簿頁
前面提到，區塊鏈就是一個賬簿，一個區塊就是這個賬簿里固定大小的一頁。(比特幣規定區塊大小不超過1M，而一筆交易大約250位元組大小，因此一個區塊平均能寫下4000筆左右交易。)

區塊鏈是公共的，每個人都可以下載，驗算和查看區塊鏈里的交易信息。同時每個人也都可以向區塊鏈增加區塊，只是我們需要一種機制來防止壞人們通過提交大量的區塊來拖垮整個網路。這個機制的核心在於我們要使區塊的構造變得有代價，代價大到不可能在短時間內構造出大量的區塊。

比特幣要求，新的區塊必須使區塊鏈具有某種特徵的哈希值才能被允許加入。 哈希值是一種數學運算(感謝數學！)，你可以簡單理解為對數據的摘要，不同的數據有不同的哈希值，即使兩個數據只相差一個位元組，他們對應的哈希值也會截然不同。

比特幣通過「要求區塊鏈的哈希值具有某種特徵」來控制構造區塊的難度，這個特徵其實就是要求哈希值開頭的幾位數字為0. 比方說當前比特幣要求哈希值前4位必須位0，我們用P表示當前的區塊鏈，用B表示當前構造的區塊，那麼P＋B的哈希值前4位必須為0該區塊B才能被允許加入區塊鏈中。 這里要注意三點， 1. 要構造出這樣一個區塊沒有捷徑，必須通過大量的計算，一遍一遍的往B里放隨機數直到P＋B的哈希值滿足要求為止。2. 哈希值前面為0的位數越多，要構造出這個區塊的難度就越大。

好了，我們現在有了控制區塊構造難度的工具了，那麼比特幣通過什麼樣的規則來控制難度呢？

比特幣規定區塊鏈應保持在平均每兩周時間增加2016個區塊(也就是平均10分鍾一個)的速度上。 也就是說，每增加2016個區塊，系統就會算出產生這2016個區塊的時間，如果它小於兩周那麼就提高接下來2016個區塊的難度(比如從要求哈希值前3個必須為0提高到前4個為0)， 如果它大於兩周就降低難度(比如從要求4個0降低到3個0), 這樣從長遠來看，就使區塊鏈平均以每10分鍾一個的速度增加了。

也因此可以推論，區塊鏈的難度要求與全網構造區塊的算力成正相關關系。也就是說，參與構造區塊的算力增加那麼難度要求就會提高，相反則會降低，這樣才能使區塊鏈以固定的速度增加。

上面提到，讓構造區塊變得有難度，是為了防止被壞人攻擊。同時，它還有一個作用是防止壞人們將一筆錢花兩次(所謂雙花問題)。 我們看如下一個比特幣的應用場景:

小張要用比特幣在小李那裡網購一個商品，

1） 小李用數學軟體生成好一個比特幣錢包，並將該錢包地址(公鑰)告訴小張。

2) 小張選取了自己一個有足夠余額的錢包，並用這個錢包的私鑰簽發了一筆交易(該交易把一部分比特幣發到小李的錢包地址上)，然後把交易廣播給全網路。

3）網路中的一些節點把該交易收納到當前正在構造的區塊中。 第一個成功構造出合法區塊的節點把該區塊廣播給全網路，得到全網路的認可被加到區塊鏈上。

4) 小李發現區塊鏈上已經有一個區塊包含了指向自己錢包地址的交易，並且交易金額正確。 小李隨即給小張發貨。

5）小張發現小李已經發貨，這時他開始重新構造一筆交易，試圖把剛剛發給小李的錢發到自己另外的一個錢包里。這個時候他不能再把這筆交易廣播出去了，因為網路中的其它節點會發現該交易是不合法(花掉一筆已經花掉的錢)而直接拒絕掉， 小李只能自己構造一個包含了該交易的區塊，並且試圖說服網路中的其它節點他的這個節點才是合法而剛剛那個(包含發給小李交易的區塊)是不合法的， 這樣就能實現他一筆錢花兩次的目的。

比特幣規定當區塊鏈發生分叉時(即出現了兩個或以上互斥的合法區塊)時，應該追隨最長的那條。 那意味著小張要實現自己雙花目的，他必須在產生了小李那個區塊後，馬上構造出兩個區塊來，才能說服其他節點跟隨自己的這條鏈。 要達到這個目的，當前時間內他必須擁有(或者接近擁有了)全網51%的算力, 才能搶在其他所有節點之前構造出兩個區塊出來。

2.4 礦工 －－－ 通過挖礦來爭奪記賬權的區塊鏈維護者們
前一節我們講到，區塊鏈的難度實際上是對區塊鏈的保護，這個難度要求越高區塊鏈就越免於被壞人攻擊。換個方式表述就是，全網構造區塊的算力保障了區塊鏈的安全，全網的算力越高，那麼壞人們獲得全網51%算力的難度就越大，因此越不容易被攻擊。

那麼我們如何激勵節點們貢獻出自己的cpu跟電力來提高全網的算力呢？ 答案是區塊獎勵。

比特幣規定，成功構造出合法區塊的節點會獲得一部分比特幣作為獎勵，這部分比特幣是系統生成的，他類似於淘金業里的挖礦，通過辛勤的勞動增加了黃金(比特幣)的流通總量，因此構造區塊的過程被稱為「挖礦」，企圖通過挖礦來獲得區塊獎勵的節點被稱為「礦工」。

挖礦的意義:

1) 它激勵節點們貢獻出算力來保護網路

2) 它實現了一種公平的方式發行比特幣，因為不存在一個中央發行機構。

除了區塊獎勵外，交易者還可以通過額外支付一筆交易費給礦工們來鼓勵他們將自己的交易收納到它的區塊里。這樣當區塊獎勵趨於0時(比特幣總量2100萬枚，意味著越到後面區塊獎勵會越少), 因為有交易費的存在，礦工們也會繼續維護整個網路。值得注意的是這里的交易費跟銀行轉賬費有所不同，銀行的轉賬費是由銀行自上而下規定的，比特幣的交易費是由使用者自由設置自下而上競爭的結果(如果當前交易數量很多而你給的交易費太低的話，可能不會被礦工們收取。)

亦即，礦工成功挖到區塊時，他將獲得 1）區塊獎勵 2）該區塊內所有交易的交易費。

2.5 總結
比特幣的核心是一個公共的賬簿--區塊鏈，每個人都可以核算查看這個賬簿里的交易信息。這個賬簿里不會記錄任何真實世界裡的個人信息，比特幣保護了使用者的隱私。

通過非對稱加密，用戶可以不用出示密鑰就可以證實自己是該密鑰的持有者。因此提供了一個安全的不用信賴任何第三方(對比銀行，你必須信賴它不把你的賬號密碼泄漏出去)的方式發起一筆交易。

因為比特幣是開放的，意味著任何人都可以攻擊比特幣網路。通過控制區塊的難度，使比特幣網路免疫於大部分的攻擊除非攻擊者獲取了接近全網51%的算力。而礦工們是比特幣網路的保護者，比特幣通過區塊獎勵和交易費的方式激勵他們貢獻出自己的cpu，組成巨大的算力屏障，使得任何組織或個人想要發起51%算力攻擊都成為不可能。

5. 比特幣是否由電腦存儲

1.比特幣文件格式
比特幣是存儲在一個程序或客戶端里，通過私鑰控制。
2.比特幣GB或者MB或者KB

完整的比特幣客戶端同步完之後，目前來講有23G的體積。因為體積較大，目前有在線錢包，或者輕量級的客戶端供選擇使用。

3. 每一枚比特幣大小是否一樣
是的。

可以查比特幣中文維基

6. 比特幣擴容過程中被廣泛接受的區塊大小是

32MB，比特幣的擴容問題來自一個很直接的現實，那就是保存在比特幣區塊鏈上的數據塊的物理大小限制是1MB。區塊最大可以達到32MB，當時平均每個區塊大小為1~2KB。有人認為區塊鏈大小上限過高容易造成計算機資源的浪費，還容易發生DDOS攻擊(至於什麼是DDOS攻擊不懂的可以參讀此文DDoS攻擊方式和原理)，因此為了保證比特幣系統的安全與穩定，中本聰決定臨時將區塊大小限定在1MB。
【拓展資料】
比特幣（Bitcoin）的概念最初由中本聰在2008年11月1日提出，並於2009年1月3日正式誕生。
與大多數貨幣不同，比特幣不依靠特定貨幣機構發行，它依據特定演算法，通過大量的計算產生，比特幣經濟使用整個P2P網路中眾多節點構成的分布式資料庫來確認並記錄所有的交易行為，並使用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節安全性。P2P的去中心化特性與演算法本身可以確保無法通過大量製造比特幣來人為操控幣值。基於密碼學的設計可以使比特幣只能被真實的擁有者轉移或支付。這同樣確保了貨幣所有權與流通交易的匿名性。比特幣其總數量有限，該貨幣系統曾在4年內只有不超過1050萬個，之後的總數量將被永久限制在2100萬個。
2021年9月24日，中國人民銀行發布進一步防範和處置虛擬貨幣交易炒作風險的通知。通知指出，虛擬貨幣不具有與法定貨幣等同的法律地位。
每當比特幣進入主流媒體的視野時，主流媒體總會請一些主流經濟學家分析一下比特幣。早先，這些分析總是集中在比特幣是不是騙局。而現如今的分析總是集中在比特幣能否成為未來的主流貨幣。而這其中爭論的焦點又往往集中在比特幣的通縮特性上。。

7. 比特幣創立之初區塊大小是多少

比特幣在創立之初，每個區塊數不超過36兆位元組的交易數據，區塊的大小隻有1M。
區塊大小剛好是1M的原因是比特幣區塊要永久記載btc網路上交易的數據，這些數據經分類後形成分類賬，再添加到區塊鏈中，如果區塊太大了會被網路限制，甚至會拒絕，區塊大小能夠影響著數據量的驗證通過率。
區塊的大小影響著比特幣網路每分每秒能夠解決處理多少的事務數量，因為比特幣區塊記載著各種交易數據，並進行了分類賬目，如果某個個別區塊太大了，數據量太大會遭到網路的拒絕，故區塊能夠有效克制網路的擴展。避免區塊被填滿，造成網路擁擠的局面，一旦那樣，帶來的交易費用也會不斷攀升。

8. 詳解比特幣挖礦原理

可以將區塊鏈看作一本記錄所有交易的公開總帳簿（列表），比特幣網路中的每個參與者都把它看作一本所有權的權威記錄。

比特幣沒有中心機構，幾乎所有的完整節點都有一份公共總帳的備份，這份總帳可以被視為認證過的記錄。

至今為止，在主幹區塊鏈上，沒有發生一起成功的攻擊，一次都沒有。

通過創造出新區塊，比特幣以一個確定的但不斷減慢的速率被鑄造出來。大約每十分鍾產生一個新區塊，每一個新區塊都伴隨著一定數量從無到有的全新比特幣。每開采210,000個塊，大約耗時4年，貨幣發行速率降低50%。

在2016年的某個時刻，在第420,000個區塊被「挖掘」出來之後降低到12.5比特幣/區塊。在第13,230,000個區塊（大概在2137年被挖出）之前，新幣的發行速度會以指數形式進行64次「二等分」。到那時每區塊發行比特幣數量變為比特幣的最小貨幣單位——1聰。最終，在經過1,344萬個區塊之後，所有的共20,999,999.9769億聰比特幣將全部發行完畢。換句話說， 到2140年左右，會存在接近2,100萬比特幣。在那之後，新的區塊不再包含比特幣獎勵，礦工的收益全部來自交易費。

在收到交易後，每一個節點都會在全網廣播前對這些交易進行校驗，並以接收時的相應順序，為有效的新交易建立一個池（交易池）。

每一個節點在校驗每一筆交易時，都需要對照一個長長的標准列表：

交易的語法和數據結構必須正確。

輸入與輸出列表都不能為空。

交易的位元組大小是小於MAX_BLOCK_SIZE的。

每一個輸出值，以及總量，必須在規定值的范圍內 （小於2,100萬個幣，大於0）。

沒有哈希等於0，N等於-1的輸入（coinbase交易不應當被中繼）。

nLockTime是小於或等於INT_MAX的。

交易的位元組大小是大於或等於100的。

交易中的簽名數量應小於簽名操作數量上限。

解鎖腳本（Sig）只能夠將數字壓入棧中，並且鎖定腳本（Pubkey）必須要符合isStandard的格式 （該格式將會拒絕非標准交易）。

池中或位於主分支區塊中的一個匹配交易必須是存在的。

對於每一個輸入，如果引用的輸出存在於池中任何的交易，該交易將被拒絕。

對於每一個輸入，在主分支和交易池中尋找引用的輸出交易。如果輸出交易缺少任何一個輸入，該交易將成為一個孤立的交易。如果與其匹配的交易還沒有出現在池中，那麼將被加入到孤立交易池中。

對於每一個輸入，如果引用的輸出交易是一個coinbase輸出，該輸入必須至少獲得COINBASE_MATURITY (100)個確認。

對於每一個輸入，引用的輸出是必須存在的，並且沒有被花費。

使用引用的輸出交易獲得輸入值，並檢查每一個輸入值和總值是否在規定值的范圍內 （小於2100萬個幣，大於0）。

如果輸入值的總和小於輸出值的總和，交易將被中止。

如果交易費用太低以至於無法進入一個空的區塊，交易將被拒絕。

每一個輸入的解鎖腳本必須依據相應輸出的鎖定腳本來驗證。

以下挖礦節點取名為 A挖礦節點

挖礦節點時刻監聽著傳播到比特幣網路的新區塊。而這些新加入的區塊對挖礦節點有著特殊的意義。礦工間的競爭以新區塊的傳播而結束，如同宣布誰是最後的贏家。對於礦工們來說，獲得一個新區塊意味著某個參與者贏了，而他們則輸了這場競爭。然而，一輪競爭的結束也代表著下一輪競爭的開始。

驗證交易後，比特幣節點會將這些交易添加到自己的內存池中。內存池也稱作交易池，用來暫存尚未被加入到區塊的交易記錄。

A節點需要為內存池中的每筆交易分配一個優先順序，並選擇較高優先順序的交易記錄來構建候選區塊。

一個交易想要成為「較高優先順序」，需滿足的條件：優先值大於57,600,000，這個值的生成依賴於3個參數：一個比特幣（即1億聰），年齡為一天（144個區塊），交易的大小為250個位元組：

High Priority > 100,000,000 satoshis * 144 blocks / 250 bytes = 57,600,000

區塊中用來存儲交易的前50K位元組是保留給較高優先順序交易的。 節點在填充這50K位元組的時候，會優先考慮這些最高優先順序的交易，不管它們是否包含了礦工費。這種機制使得高優先順序交易即便是零礦工費，也可以優先被處理。

然後，A挖礦節點會選出那些包含最小礦工費的交易，並按照「每千位元組礦工費」進行排序，優先選擇礦工費高的交易來填充剩下的區塊。

如區塊中仍有剩餘空間，A挖礦節點可以選擇那些不含礦工費的交易。有些礦工會竭盡全力將那些不含礦工費的交易整合到區塊中，而其他礦工也許會選擇忽略這些交易。

在區塊被填滿後，內存池中的剩餘交易會成為下一個區塊的候選交易。因為這些交易還留在內存池中，所以隨著新的區塊被加到鏈上，這些交易輸入時所引用UTXO的深度（即交易「塊齡」）也會隨著變大。由於交易的優先值取決於它交易輸入的「塊齡」，所以這個交易的優先值也就隨之增長了。最後，一個零礦工費交易的優先值就有可能會滿足高優先順序的門檻，被免費地打包進區塊。

UTXO（Unspent Transaction Output） : 每筆交易都有若干交易輸入，也就是資金來源，也都有若干筆交易輸出，也就是資金去向。一般來說，每一筆交易都要花費（spend）一筆輸入，產生一筆輸出，而其所產生的輸出，就是「未花費過的交易輸出」，也就是 UTXO。

塊齡：UTXO的「塊齡」是自該UTXO被記錄到區塊鏈為止所經歷過的區塊數，即這個UTXO在區塊鏈中的深度。

區塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創幣交易或者coinbase交易。這個交易是由挖礦節點構造並用來獎勵礦工們所做的貢獻的。假設此時一個區塊的獎勵是25比特幣，A挖礦的節點會創建「向A的地址支付25.1個比特幣(包含礦工費0.1個比特幣)」這樣一個交易，把生成交易的獎勵發送到自己的錢包。A挖出區塊獲得的獎勵金額是coinbase獎勵（25個全新的比特幣）和區塊中全部交易礦工費的總和。

A節點已經構建了一個候選區塊，那麼就輪到A的礦機對這個新區塊進行「挖掘」，求解工作量證明演算法以使這個區塊有效。比特幣挖礦過程使用的是SHA256哈希函數。

用最簡單的術語來說， 挖礦節點不斷重復進行嘗試，直到它找到的隨機調整數使得產生的哈希值低於某個特定的目標。 哈希函數的結果無法提前得知，也沒有能得到一個特定哈希值的模式。舉個例子，你一個人在屋裡打檯球，白球從A點到達B點，但是一個人推門進來看到白球在B點，卻無論如何是不知道如何從A到B的。哈希函數的這個特性意味著：得到哈希值的唯一方法是不斷的嘗試，每次隨機修改輸入，直到出現適當的哈希值。

需要以下參數

• block的版本 version

• 上一個block的hash值: prev_hash

• 需要寫入的交易記錄的hash樹的值: merkle_root

• 更新時間: ntime

• 當前難度: nbits

挖礦的過程就是找到x使得

SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET

上式的x的范圍是0~2^32, TARGET可以根據當前難度求出的。

簡單打個比方，想像人們不斷扔一對色子以得到小於一個特定點數的游戲。第一局，目標是12。只要你不扔出兩個6，你就會贏。然後下一局目標為11。玩家只能扔10或更小的點數才能贏，不過也很簡單。假如幾局之後目標降低為了5。現在有一半機率以上扔出來的色子加起來點數會超過5，因此無效。隨著目標越來越小，要想贏的話，扔色子的次數會指數級的上升。最終當目標為2時（最小可能點數），只有一個人平均扔36次或2%扔的次數中，他才能贏。

如前所述，目標決定了難度，進而影響求解工作量證明演算法所需要的時間。那麼問題來了：為什麼這個難度值是可調整的？由誰來調整？如何調整？

比特幣的區塊平均每10分鍾生成一個。這就是比特幣的心跳，是貨幣發行速率和交易達成速度的基礎。不僅是在短期內，而是在幾十年內它都必須要保持恆定。在此期間，計算機性能將飛速提升。此外，參與挖礦的人和計算機也會不斷變化。為了能讓新區塊的保持10分鍾一個的產生速率，挖礦的難度必須根據這些變化進行調整。事實上，難度是一個動態的參數，會定期調整以達到每10分鍾一個新區塊的目標。簡單地說，難度被設定在，無論挖礦能力如何，新區塊產生速率都保持在10分鍾一個。

那麼，在一個完全去中心化的網路中，這樣的調整是如何做到的呢？難度的調整是在每個完整節點中獨立自動發生的。每2,016個區塊(2周產生的區塊)中的所有節點都會調整難度。難度的調整公式是由最新2,016個區塊的花費時長與20,160分鍾（兩周，即這些區塊以10分鍾一個速率所期望花費的時長）比較得出的。難度是根據實際時長與期望時長的比值進行相應調整的（或變難或變易）。簡單來說，如果網路發現區塊產生速率比10分鍾要快時會增加難度。如果發現比10分鍾慢時則降低難度。

為了防止難度的變化過快，每個周期的調整幅度必須小於一個因子（值為4）。如果要調整的幅度大於4倍，則按4倍調整。由於在下一個2,016區塊的周期不平衡的情況會繼續存在，所以進一步的難度調整會在下一周期進行。因此平衡哈希計算能力和難度的巨大差異有可能需要花費幾個2,016區塊周期才會完成。

舉個例子，當前A節點在挖277,316個區塊，A挖礦節點一旦完成計算，立刻將這個區塊發給它的所有相鄰節點。這些節點在接收並驗證這個新區塊後，也會繼續傳播此區塊。當這個新區塊在網路中擴散時，每個節點都會將它作為第277,316個區塊(父區塊為277,315)加到自身節點的區塊鏈副本中。當挖礦節點收到並驗證了這個新區塊後，它們會放棄之前對構建這個相同高度區塊的計算，並立即開始計算區塊鏈中下一個區塊的工作。

比特幣共識機制的第三步是通過網路中的每個節點獨立校驗每個新區塊。當新區塊在網路中傳播時，每一個節點在將它轉發到其節點之前，會進行一系列的測試去驗證它。這確保了只有有效的區塊會在網路中傳播。

每一個節點對每一個新區塊的獨立校驗，確保了礦工無法欺詐。在前面的章節中，我們看到了礦工們如何去記錄一筆交易，以獲得在此區塊中創造的新比特幣和交易費。為什麼礦工不為他們自己記錄一筆交易去獲得數以千計的比特幣？這是因為每一個節點根據相同的規則對區塊進行校驗。一個無效的coinbase交易將使整個區塊無效，這將導致該區塊被拒絕，因此，該交易就不會成為總賬的一部分。

比特幣去中心化的共識機制的最後一步是將區塊集合至有最大工作量證明的鏈中。一旦一個節點驗證了一個新的區塊，它將嘗試將新的區塊連接到到現存的區塊鏈，將它們組裝起來。

節點維護三種區塊：

· 第一種是連接到主鏈上的，

· 第二種是從主鏈上產生分支的（備用鏈），

· 第三種是在已知鏈中沒有找到已知父區塊的。

有時候，新區塊所延長的區塊鏈並不是主鏈，這一點我們將在下面「 區塊鏈分叉」中看到。

如果節點收到了一個有效的區塊，而在現有的區塊鏈中卻未找到它的父區塊，那麼這個區塊被認為是「孤塊」。孤塊會被保存在孤塊池中，直到它們的父區塊被節點收到。一旦收到了父區塊並且將其連接到現有區塊鏈上，節點就會將孤塊從孤塊池中取出，並且連接到它的父區塊，讓它作為區塊鏈的一部分。當兩個區塊在很短的時間間隔內被挖出來，節點有可能會以相反的順序接收到它們，這個時候孤塊現象就會出現。

選擇了最大難度的區塊鏈後，所有的節點最終在全網范圍內達成共識。隨著更多的工作量證明被添加到鏈中，鏈的暫時性差異最終會得到解決。挖礦節點通過「投票」來選擇它們想要延長的區塊鏈，當它們挖出一個新塊並且延長了一個鏈，新塊本身就代表它們的投票。

因為區塊鏈是去中心化的數據結構，所以不同副本之間不能總是保持一致。區塊有可能在不同時間到達不同節點，導致節點有不同的區塊鏈視角。解決的辦法是， 每一個節點總是選擇並嘗試延長代表累計了最大工作量證明的區塊鏈，也就是最長的或最大累計難度的鏈。

當有兩個候選區塊同時想要延長最長區塊鏈時，分叉事件就會發生。正常情況下，分叉發生在兩名礦工在較短的時間內，各自都算得了工作量證明解的時候。兩個礦工在各自的候選區塊一發現解，便立即傳播自己的「獲勝」區塊到網路中，先是傳播給鄰近的節點而後傳播到整個網路。每個收到有效區塊的節點都會將其並入並延長區塊鏈。如果該節點在隨後又收到了另一個候選區塊，而這個區塊又擁有同樣父區塊，那麼節點會將這個區塊連接到候選鏈上。其結果是，一些節點收到了一個候選區塊，而另一些節點收到了另一個候選區塊，這時兩個不同版本的區塊鏈就出現了。

分叉之前

分叉開始

我們看到兩個礦工幾乎同時挖到了兩個不同的區塊。為了便於跟蹤這個分叉事件，我們設定有一個被標記為紅色的、來自加拿大的區塊，還有一個被標記為綠色的、來自澳大利亞的區塊。

假設有這樣一種情況，一個在加拿大的礦工發現了「紅色」區塊的工作量證明解，在「藍色」的父區塊上延長了塊鏈。幾乎同一時刻，一個澳大利亞的礦工找到了「綠色」區塊的解，也延長了「藍色」區塊。那麼現在我們就有了兩個區塊：一個是源於加拿大的「紅色」區塊；另一個是源於澳大利亞的「綠色」。這兩個區塊都是有效的，均包含有效的工作量證明解並延長同一個父區塊。這個兩個區塊可能包含了幾乎相同的交易，只是在交易的排序上有些許不同。

比特幣網路中鄰近（網路拓撲上的鄰近，而非地理上的）加拿大的節點會首先收到「紅色」區塊，並建立一個最大累計難度的區塊，「紅色」區塊為這個鏈的最後一個區塊（藍色-紅色），同時忽略晚一些到達的「綠色」區塊。相比之下，離澳大利亞更近的節點會判定「綠色」區塊勝出，並以它為最後一個區塊來延長區塊鏈（藍色-綠色），忽略晚幾秒到達的「紅色」區塊。那些首先收到「紅色」區塊的節點，會即刻以這個區塊為父區塊來產生新的候選區塊，並嘗試尋找這個候選區塊的工作量證明解。同樣地，接受「綠色」區塊的節點會以這個區塊為鏈的頂點開始生成新塊，延長這個鏈。

分叉問題幾乎總是在一個區塊內就被解決了。網路中的一部分算力專注於「紅色」區塊為父區塊，在其之上建立新的區塊；另一部分算力則專注在「綠色」區塊上。即便算力在這兩個陣營中平均分配，也總有一個陣營搶在另一個陣營前發現工作量證明解並將其傳播出去。在這個例子中我們可以打個比方，假如工作在「綠色」區塊上的礦工找到了一個「粉色」區塊延長了區塊鏈(藍色-綠色-粉色)，他們會立刻傳播這個新區塊，整個網路會都會認為這個區塊是有效的，如上圖所示。

所有在上一輪選擇「綠色」區塊為勝出者的節點會直接將這條鏈延長一個區塊。然而，那些選擇「紅色」區塊為勝出者的節點現在會看到兩個鏈： 「藍色-綠色-粉色」和「藍色-紅色」。 如上圖所示，這些節點會根據結果將 「藍色-綠色-粉色」 這條鏈設置為主鏈，將 「藍色-紅色」 這條鏈設置為備用鏈。 這些節點接納了新的更長的鏈，被迫改變了原有對區塊鏈的觀點，這就叫做鏈的重新共識 。因為「紅」區塊做為父區塊已經不在最長鏈上，導致了他們的候選區塊已經成為了「孤塊」，所以現在任何原本想要在「藍色-紅色」鏈上延長區塊鏈的礦工都會停下來。全網將 「藍色-綠色-粉色」 這條鏈識別為主鏈，「粉色」區塊為這條鏈的最後一個區塊。全部礦工立刻將他們產生的候選區塊的父區塊切換為「粉色」，來延長「藍色-綠色-粉色」這條鏈。

從理論上來說，兩個區塊的分叉是有可能的，這種情況發生在因先前分叉而相互對立起來的礦工，又幾乎同時發現了兩個不同區塊的解。然而，這種情況發生的幾率是很低的。單區塊分叉每周都會發生，而雙塊分叉則非常罕見。

比特幣將區塊間隔設計為10分鍾，是在更快速的交易確認和更低的分叉概率間作出的妥協。更短的區塊產生間隔會讓交易清算更快地完成，也會導致更加頻繁地區塊鏈分叉。與之相對地，更長的間隔會減少分叉數量，卻會導致更長的清算時間。

9. 怎樣懂比特幣誰懂啊

比特幣是一個大賬本 比特幣的賬本有多大？它記錄了從比特幣誕生到現在的每一筆交易。現在的數據文件大概有100G（具體大小我沒有親自去驗證，當前由於交易量滿負荷，

10. 比特幣一個區塊最多可以包含多少個交易記錄

比特幣一個區塊大小為1MB，比特幣對每筆交易的大小沒有限制，一個區塊一般可包含2000~3000筆交易。