比特币原理详解
一、什么是比特币
比特币是一种电子货币，是一种基于密码学的货币，在2008年11月1日由中本聪发表比特币白皮书，文中提出了一种去中心化的电子记账系统，我们平时的电子现金是银行来记账，因为银行的背后是国家信用。去中心化电子记账系统是参与者共同记账。比特币可以防止主权危机、信用风险。其好处不多做赘述，这一层面介绍的文章很多，本文主要从更深层的技术原理角度进行介绍。
二、问题引入
假设现有4个人分别称之为ABCD，他们之间发起了3个交易，A转给B10个比特币，B 转给C5个比特币，C转给D2个比特币。如果是传统的记账方式，这些交易会记录在银行的系统中，这些信息由银行来记录，我们相信银行不会随意添加、删除或修改一条交易记录，我们也不会关注到底有哪些交易，我们只关注自己的账户余额。而比特币的记账方式为ABCD每个人保存了这样一份账本，账本上记录了上述交易内容，如果每个人账本实时的一致，ABCD就不再需要银行。
比特币是这样做的，每当有人发起一笔交易，他就要将一笔交易广播至全网，由全网中的某一个人，把一段时间内的交易打包好记录到一个区块上，再按照顺序把这些区块，一个一个的链接在一起，进而形成了一个链条，这就是所谓的区块链。
那么问题来了
1、我凭什么要参与这个系统，我为什么要动用自己的计算机资源来存储这些信息呢？
2、以谁的记录为准呢？比如上面的账单顺序，A用户可能是这个顺序，但是B可能顺序不一样，甚至可能B根本就没有接收到C给D转账的这个消息。
3、比特币如果做到支付功能，保证该是谁的钱就是谁的钱，而且只有其所有者才能花。
4、如何防伪、防篡改以及双重支付，防伪是验证每条交易的真的是某人发出的，比如B可能杜撰一条消息，说某某给我转了一笔钱，这就是一个假消息，或者B说我给某人转了多少钱，但是实际上他并没有这么多钱，又怎么办。防篡改指的是B可能想从区块链上把自己曾经转给某人钱的记录删掉，这样他的余额就会增加。双重支付是指，B只有10比特币，他同时向C和D转10个比特币，造成双重花费。
三、为什么要记账？
因为记账有奖励，记账有手续费的收益，而且打包区块的人有系统奖励，奖励方案是，每十分钟生成一个区块，每生成一个区块会奖励一定数量的比特币，最开始是50个BTC，过4年会奖励25个BTC，再过4年再减少一半，以此类推。这样比特币的产生会越来越少，越来越趋近于一个最大值，计算公式是：50×6×24×365×4×（1+1/2+1/4+1/8+…）≈2100万，其中最初奖励50个比特币，每小时有6个区块，每天24小时，每年365天，前四年是如此，之后每四年减半。
此外，记账奖励还有每笔交易的小额手续费，每个交易发起都会附带一定的手续费，这些手续费是给记账的矿工的。
四、以谁为准？
各个节点通过工作量证明机制来争夺记账权，他们计算一个很复杂的数学题，第一个计算出来的节点就是下一个区块的产生者。这个数学题很难，难到没有一个人能同过脑子算出来，它是基于概率的方法，矿工必须通过遍历、猜测和尝试的办法才能解开这个未知数。那么这个数学难题到底是什么呢？下面详细介绍。
4.1哈希函数
哈希函数又称为数字摘要或散列函数，它的特点是输入一个字符串，可以生成另外一个字符串，但是如果输入不同，输出的字符串就一定不同，而且通过输出的字符串，不能反推出输入。举个简单的例子，对1-100内的数模10，可以认为是一种哈希方法，比如98%10=8，66%10=6，98和66是输入，模10是哈希函数，8和6是输出，在这个模型中，通过6和8无法推断输入是66和98，因为还可能是56和88等，当然因为这个例子比较简单，所以会出现哈希碰撞，即66和56的结果都是6，输出的结果相同。一个优秀的哈希函数，可以做到输出一定不同，哈希碰撞的概率几乎为0。常见的哈希函数有很多，比如MD系列和SHA系列等，比特币采用的SHA256算法，即输入一个字符串，输出一个256位的二进制数。下面是程序运行的结果。
通过程序结果可以看出，输入的源信息不同，得到的结果也不同（为了方便，结果用64位
16进制表示），即使是orange多了一个句号，也会产生截然不同的结果。同时，通过输出的十六进制字符串，也无法倒推出输入。对于比特币，只要了解SHA256的功能即可，如果感兴趣可以深入了解SHA256的具体算法。需要SHA256的C++源码留言邮箱或私信。
4.2挖矿原理
首先介绍一下比特币每个区块的数据结构，每个区块由区块头和区块体两部分组成。
区块体中包含了矿工搜集的若干交易信息，图中假设有8个交易被收录在区块中，所有的交易生成一颗默克尔树，默克尔树是一种数据结构，它将叶子节点两两哈希，生成上一层节点，上层节点再哈希，生成上一层，直到最后生成一个树根，称之为默克尔树根，只有树根保留在区块头中，这样可以节省区块头的空间，也便于交易的验证。
区块头中包含父区块的哈希，版本号，当前时间戳，难度值，随机数和上面提到的默克尔树根。
假设区块链已经链接到了某个块，有ABCD四个节点已经搜集了前十分钟内全网中的一些交易信息，他们选出其中约4k条交易，打包好，生成默克尔树根，将区块头中的信息，即发区块哈希+版本号+时间戳+难度值+随机数+默克尔树根组成一个字符串str，通过两次哈
希函数得出一个256的二进制数，即SHA256(SHA256(str)) = 10010011……共256位，比特币要求，生成的结果，前n位必须是0，n就是难度值，如果现在生成的二进制数不符合要求，就必须改变随机数的值，重新计算，只到算出满足条件的结果为止。假设现在n 是5，则生成的二进制数必须是00000……(共256位)。一旦挖矿成功，矿工就可以广播这个消息到全网，其他的矿工就会基于该区块继续挖矿。下一个区块头中的父区块哈希值就是上一个区块生成的00000……这个数。
解决这个数学难题要靠运气，理论上，运气最好的矿工可能1次哈希就能算出结果，运气差的可能永远都算不出来。但是总体来看，如果一个矿工的算力越大，单位时间内进行的哈希次数就越多，就越可能在短时间内挖矿成功。
那么n是如何确定的呢？比特币设计者希望，总体上平均每十分钟产生一个区块，总体上来看，挖矿成功的概率为1/2^n。现假设世界上有1W台矿机，每台矿机的算力是14T次/s = 1.4×10^13次/s，单位次/s称之为哈希率，10分钟是600s，所以10分钟可以做8×10^19次哈希运算，从概率角度看，想要挖矿成功需要做2^n次运算，可以列出等式2^n = 8×10^19，可以解出n约为66。所以对于这种方法，我们没有办法使得自己的运气变的更好，只能提高自己的算力，尽快的算出结果。
另外，需要模拟挖矿过程的C++代码可以回复邮箱，代码可以通过调整难度值，模拟比特币的挖矿算法，控制区块产生的速度。
五、如何防伪、防篡改、防双重支付等问题
这部分是理解比特币很重要的部分。
5.1电子签名技术
身份认证技术在生活中很常见，可以是人脸识别、签字、指纹等，但是这些方法在数字货币领域并不安全，因为它们一旦数字化，都可以通过复制的方法伪造。所以比特币采用了电子签名的方法。
注册成为比特币用户时，系统会根据随机数生成一个私钥，私钥会生成一个公钥，公钥又会生成一个地址，其中私钥必须保密，可以保存到硬盘里或者记到脑子里，因为这个私钥是使用相应地址上的比特币的唯一标识，一旦丢失，所有的比特币将无法使用。下面介绍具体的转换过程，不感兴趣可以不看，只要知道随机数->私钥->公钥->钱包地址这个过程，其中私钥可以对一串字符进行加密，而公钥可以对其进行解密，这就是非对称加密，这类算法总体上的功能都是一样的，只是具体算法有区别，由于这些算法比较复杂，与SHA265算法一样不多做介绍，感兴趣可以深入了解具体算法，但是对于比特币系统，只要了解其功能即可。典型的算法是RSA，比特币采用椭圆曲线加密算法。
转换过程（选读，不影响理解）
1、首先使用随机数发生器生成一个私钥，它是一个256位的二进制数。私钥是不能公开的，相当于银行卡的密码。
2、私钥经过SECP256K1算法生成公钥，SECP256K1是一种椭圆曲线加密算法，功
能和RSA算法类似，通过一个已知的私钥，生成一个公钥，但是通过公钥不能反推出私钥。
3、同SHA256算法一样，RIPEMD160也是一种HASH算法，由公钥可以得到公钥的哈希值，而通过哈希值无法推出公钥。
4、将一个字节的版本号连接到公钥哈希头部，然后对其进行两次SHA256运算，将结果的前4字节作为公钥哈希的校验值，连接在其尾部。
5、将上一步的结果使用BASE58进行编码，就得到了钱包地址（相当于银行账户）。比如A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa
所以，通过以上的过程我们可以总结出私钥、公钥、钱包之间的关系如下图。可以看到通过私钥可以推出所有的值，公钥哈希和钱包地址之间可以通过BASE58和BASE58解码算法相互转化。
了解了公钥、私钥、地址的概念后，防伪验证的过程就很容易理解，当A发起一笔交易后，对消息进行哈希，生成数字摘要，对数字摘要，通过私钥加密，生成一个密码。之后A会广播这个条交易消息、公钥以及密码。收到消息的人首先对交易信息进行哈希生成摘要1，再通过公钥对密码进行解密，生成摘要2，这样，如果两个摘要相同，说明这个消息确实是A发出的。所谓的签名，就是密文。
5.2余额检查
余额的概念应该说根深蒂固，余额是伴随着称之为借贷记账法而产生的，也是目前银行普遍采用的方法，将一个人的交易记录统计好后算出一个余额，但是在比特币中没有余额这个概念，因为其采用的是UXTO模型的记账方法。比如A->B10个比特币，B->C5个比特币，对于第二笔交易来说，B在发起这笔交易时要注明第一笔交易的信息，这样就可以知道B 曾经从A那里收到过10个比特币，说明满足第二笔交易发起的条件。所以比特币中余额的检查是通过追溯的方法。
上图描述了两笔交易，交易10001中，B向C转了10个比特币，验证这笔交易的过程是：首先将B的签名通过B的公钥解密，然后再和交易的具体内容（B签名左侧）对比，如果相同，说明消息是B发出的，然后再检查10000这个交易是否真的存在以及它的内容的真实性。这两点都满足了，就说明交易10001是可以被接受的，否则拒绝接受。
实际上，真实的交易比这个复杂的多，因为有可能是多笔交易构成了输入，比如B->C20个比特币，是由多笔交易A->B10,D->B10构成的，则前一笔交易ID就是两个ID，甚至可能更多。这里为了简单描述，只列举一笔交易。
5.3双重支付
A同时发了两条消息，同时给B和C转了10个比特币，实际上他只有10个会怎么样？假设D节点先收到了转给B10个BTC，然后收到了转给C10个比特币，通过上面的验证方法，自然会拒绝后面的一个，与此同时，E节点可能先收到了转给C10个BTC，然后收到
了转给B10个比特币，他自然会拒绝后者。至于哪一笔交易最终会上链，就要看D和E哪个先解决难题，成功挖矿。
5.4防止篡改
假设A转给B10个比特币，但是他想把这个信息从区块链上删除，这样大家就都不知道这个事情存在，就可以赖账。
首先说一下最长链原则，假设某一个区块后面有两个矿工同时挖到了矿，或者由于网络延迟等原因产生了分歧，这时，各个节点先随意根据自己认为对的区块挖矿，只到下一个区块产生，这时会有两条链，但是有一条是长的，比特币规定，以最长的链为准。如果某个节点仍然的固执的以较短的链为准，他就是在和大多数算力作对，这样做的结果是，他挖的块不被大家认可，会浪费时间和算力。
回到上面的场景，A想赖账，就只能从记录了A->B10个比特币这个消息的区块的前一个区块开始重新挖矿，造出一个支链来，但是实际上的区块已经前进了很多，他只能不停的追赶，而且在追赶的同时，主链也在前进，他必须以比主链快的速度前进，如果他的算力足够大，理论上通过较长的时间确实可以追赶成功，就实现了对交易信息的篡改。然而其实这几乎是不可能的，因为就算算力再大，平均出块速度也是10分钟，从非技术的角度讲，一个人如果掌握了全网一半以上的算力，他为什么不在主链上继续挖矿呢？一个富可敌国的人应该不会甘愿去做一个小偷吧。
六、总结
区块链并不等同于比特币，比特币也不是区块链，区块链只是比特币应用的一种技术，这个技术能给我们带来启发，比特币的伟大之处在于应用了前所未有的区块链技术。区块链技术还能在哪些方面应用还需继续探索。
比特币是区块链技术最成功的应用，但是比特币本身也有很多问题，它想通过发行货币来挑战主权货币，这个动机有待商榷。此外，由于比特币的匿名性，只需要一个公钥或地址就能进行交易，为黑色产业提供了很好的平台。另外，比特币并不是一个成熟的支付系统，它具有吞吐率低，可拓展性差等缺点。
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比特币原理通俗读本（比特币百喻经） 作者：比特百晓生 比特币是第一种去中心化的互联网货币，诞生于2009年初。英文名称“Bitcoin”，缩写及货币代码“BTC”。 【密蜂】中心化社会可以比喻为蜜蜂族群。蜂王是蜂群的中心，吃得最好，安逸悠闲，寿命4－6年。工蜂在蜂群中数量最多，但吃得最差，做的是苦工，寿命只有2个月。中心化社会也是脆弱的，“擒贼先擒王”，如果蜂王死了，整个蜂群就会灭绝。 特性：因为去中心化，所以比特币没有央行式的发行机构，没有银行式的管理机构，技术规则不能被任何机构强行更改，很难被封杀。它的货币总量是有限的，上限是2100万个，约在2140年到达。截止到2014年4月6日，已发行1260万个。它不能被冻结，可以自由跨国转帐，没有任何额度限制。系统每天24小时不间断运行，到帐速度很快。手续费很低廉，远低于国际汇款。如果用户认为有必要，还可以做到半匮名。 比特币没有实物，它在互联网里去中心化的P2P网络（对等网络，或称点对点网络）中运行，以“区块链”的形式，保存在公开的分布式数据库中，任何人都可以下载。 【帐本、复印】：区块链可以比喻为一个公开的帐本，下载区块链可以比喻为复印这个帐本，任何人都可以复印。 区块链是由一个一个的“区块”串联起来，象一根链条，有始无终。不断延长。平均每十分钟产生一个新区块，添加到区块链的尾部。 【帐单】：一个区块可以比喻为一页帐单，从下到上叠起来成为一个帐本。新的帐单添加到帐本的最上面，不断的增厚。 推算余额：每个区块包含了十分钟内发生的所有转帐交易。比特币不记录每个帐户的余额，只记录交易，然后根据交易推算每个帐户的余额。例如你有两笔交易，第一笔收到50个比特币，第二笔支出20个比特币，那么你现在的余额就是30个比特币。 比特币的每笔交易，都由付款人用私钥签名，证明确实是他同意向某人付款，其它人无法伪造。 【指纹】：私钥签名可以比喻为按指纹，每个人的指纹都不相同，其它人无法伪造。 规则规定，把前一个区块整体算出一个散列值，记录在本区块里。它能表示各个区块的先后次序，并使以住的区块很难被非法修改。如果修改替换某个区块，则依据它算出来的散列值就会不同，又必须修改下一个区块……最终必须把它后面的所有区块都改一遍，这太难了。 【缩略图】：前一个区块的散列值可以比喻为缩略图。把前一页帐单拍照，缩小打印在本帐单的左上角，就是缩略图。它能表示各页帐单的先后次序，并使以住的帐单很难被非法修改。如果修改替换某页帐单，则它的缩略图就不同了，又必须修改下一页帐单……最终必须把它后面的所有帐单都改一遍，这太难了。 每个运行比特币客户端软件的人都可以制造区块。每个区块必需包含一个符合一定要求
比特币的原理与运作机制解析 众所周知，比特币依靠特定算法并通过大量的计算产生。然而，由于P2P的去中心化特性与算法本身，也将比特币的总数量永久限制在了2100万个。正因如此，比特币才具有极强的稀缺性，这意味着其背后蕴藏着巨大的升值空间。But！本期我们不讲发家致富，而是要向各位科普一下比特币的原理与运作机制。 光知道挣钱却不知比特币的原理与运作机制？ 比特币是2009年由一个化名中本聪（Satoshi Nakamoto）的神秘个人（或组织）创建的。本质上，比特币就是一份数字文件，里面列举着帐户和金额，就像是一个账本，这份文件的副本被保存在比特币网络的每一台电脑中。其实，在现实世界中，这些数字不具有任何意义，它们之所以存在价值，是因为人们自愿用其交易真实货物以及购买服务，并相信其他人也会这样做。 当你向别人转账时，需要向整个网络发送一条信息，随后你账户的金额就会减少，接收者账户的金额就会增加，与此同时，比特币网络中的节点或计算机会更新其账户副本信息，然后继续将交易信息传递到其他节点。这种以数字计算为基础的安全机制，组成了比特币交易网络本身，是一个系统，让一组计算机共同保存一份账本。 说到这里，你会发现其实这与银行保存账本的方式很像，由一组计算机保存而非一个单一实体组织来保存账本。举例俩说，不像在银行只有你自己知道你的交易信息，在比特币交易网络里，每个人都知道每个人的交易信息；而在现实生活中，你能够信任银行也有权起诉它（如果某些交易出了差错），但在比特币网络中，你每时每刻都在与陌生人打交道，因此你不能相信任何人。 换言之，比特币系统的设计机制也让“信任”没有存在的必要。特设的数字函数确保系统的每个方面正常运行。接下来，我们便为各位详细介绍比特币如何实现让一群陌生人去管理其他人的金融交易。 简单来说，例如A给B转账时，他只需向比特币网络广播一条信息，说明账户和金额信息，从A账户转5个BTC给B账户，每个接收到这条信息的节点，会更新他们的账户副
一个故事告诉你比特币的原理及运作机制
中央系统虚拟货币 又过了几年，老村长由于每天都要核对大量的旧纸币，写新的纸币，还要把各种账目仔细做好记录。一来二去，老村长操劳过度不幸驾鹤西去了。 比特村再次召开全体大会，讨论应该怎么办。此时老村长的儿子二狗子自告奋勇接过了父亲的笔，承担起货币发行的责任。这个年轻的村长二狗子很聪明，他做了几天，发现好像也不用真的写那么多纸。完全可以这样：村民把纸币都交上来，销毁，但是二狗子会记录下每户上交的纸币数量。以后如果要进行付钱，例如老张要拿一克金子向老李换一只羊，就一起给二狗子打个电话，说明要将老张名下的一克金子划归老李名下，二狗子拿出账本，看看老张名下是否有一克金子，如果有就在老张的名下减掉一克，在老李的名下加上一克，这样就完成了支付，此时老李在电话中听到二狗子确认转账完成，就可以放心让老张把羊牵走了。 此时比特村进入了中央系统虚拟货币时代。每个村民都不需要用实物支付，支付过程变成了二狗子那边维护的账本上数字的变更。
分布式虚拟货币 这新上任的二狗子是聪明，不过这人有时候是聪明反被聪明误。有一天二狗子盯着这账本，心想这全村各户谁有多少钱就是我说的算，那我岂不是……。于是他头脑一热，私自从老张帐下划了十克金子到自己名下。 本以为天衣无缝，但没想到老张也有记账的习惯，有一天他正要付钱却被二狗子告知账户没钱了。老张核对了一下自己的账本，明明还有十克啊，于是拿着账本去找二狗子理论，这一核对发现了那笔未经老张同意的转账。 东窗事发！比特村炸开锅了。二狗子被弹劾是不可避免了，不过通过这件事，大家发现了账本集中在一个人手里的弊端： ?这个体系完全依赖于账本持有人的个人信用，如果这个人不守规矩，随意篡改账本，那么整个货币系统就会崩溃 ?如果这个人家里失火或者账本失窃，同样也会为整个体系带来毁灭性的打击 正当人们不知所措时，村里一个叫中本聪的宅男科学家走上了台，告诉大家他已经设计了一套不依赖任何中央处理人的叫比特币的虚拟货币系统，可以解决上述问题。然后他缓缓讲述了自己的方案。 下面我们就来看看中本聪同学是如何设计这套系统的。 基础设施搭建 账簿公开机制 中本聪首先说明，要对现有账簿进行如下改造： 1.账簿上不再记载每户村民的余额，而只记载每一笔交易。即记载每一笔交易的付款人、收款人和付款 金额。只要账簿的初始状态确定，每一笔交易记录可靠并有时序，当前每个人持有多少钱是可以推算 出来的。 2.账簿由私有改为公开，只要任何村民需要，都可以获得当前完整的账簿，账簿上记录了从账簿创建开 始到当前所有的交易记录。
比特币原理介绍 一、交易过程 A与B进行交易，其中A为付款方，B为收款方，如图 交易发起方A节点处，会向全网广播此次交易，包括交易记录（Transaction details,简写为Tx）和B的公钥（Public Key）。然后用A的私钥（Private key）进行加密处理，并加上A的公钥以方便P2P网络验证。如得到至少六个节点（BTC minners）的确认，则此次交易完成。A钱包中的比特币（BTC）转移到B的钱包中。 1、完整的交易记录：
2、公钥和私钥的产生：ECDSA算法（椭圆曲线加密算法）产生比特币公钥和私钥 3、网络确认交易过程 比特币矿工在得到这个交易请求后，便尝试把这条交易打包到数据区块（block）中。当整个P2P网络有超过6个区块节点对这笔交易进行确认后，这笔交易便完成了，交易记录被永久的嵌入了block里面。在这个过程中，比特币矿工（mininer）会得到一定量的手续费作为报答。 二、 BTC的产生 1、Block结构 Block 是用来保存交易记录的信息块，每一个数据区块（Block）记录了六个内容：神奇数、区块大小、数据区块头部信息、交易计数、交易详情。 1)数据块头部信息：版本号、前一个区块的记录、Merkle树的根值、时间戳、 目标特征值、随机数。
2)交易详情 在数据块中，比特币支出和接收交易是写在一起的，整个收支记录包括很多比记录。每一笔记录都有自己的索引编号以供查询。 每一笔记录中包括了生成时间、引用交易的哈希值、交易记录索引编号、比特币支出地址、支出地址数量等细节。每一比收支交易记录都有一个Merkle节点值，这个hash节点值是整个Merkle树的一部分，决定了每一个地址都不能重复交易和被伪造。收支交易结构图如下：
与原论文顺序有些出入，但基本原理已讲述清楚，欢迎指正 1. 概念： transaction：转账、交易记录、账单记录 block：上面这个概念的数据组成的块 proof of work：工作量证明、可理解为防攻击机制 double spending：再次消费（一种针对去中心化货币的攻击手段，在BTC之前很多电子货币都是因为防御不了这一点而终告失败） 2. 转账【转账日志的记录方式】： 首先，本笔交易发生时，钱包的所有者（owner）会用公钥生成全网可见的HASH，并且自己的私钥生成一个签名（signature）【不理解和同学可以了解一下“非对称加密”的概念，简单说就是私钥用于生成签名，公钥用于验证签名是否有效】。然后记录到数据块（block）中。然后如果再发生一笔交易，或者收到P2P网络别的节点广播来的交易数据，当前节点会用转账发起账户的公钥验证数据中转账发起账户的签名，如果有效，就把数据记录进block的上笔交易记录的位置的后面。 理解的重点： （1）. 记录的每笔交易付款方生成的签名、付款方的公钥、转账金额、交易HASH（相当于ID）等数据。 （2）. 并未记录转账前和转账后每个账户有多少余额。 3. block 交易数据块
block储存着若干条交易记录(transaction，图上的item项目指的就是每一条交易记录)，每个block有自己的block hash(相当于block的ID)。关于block的产生，我们留在下一节：proof of work工作量证明中去讲述。 4.proof of work（工作量证明、挖矿、比特币的发行） block是储存交易记录的数据块，网络上的矿工的扩矿的工作就是为了全网新的block的产生而计算所必需的一个参数nonce。 在上面我们有提到，每一个block块都有一个hash，而挖矿的时候，矿工们需要计算一个nonce，来满足prev hash（前一块block的hash）。 因为算法的不可逆性，计算这个nonce经过算法运算后值等于HASH的难度是全网动态调节的以让一块新的block产生的时间无穷接近于10分钟，具体做法是调整hash前面0的位数， 举例： 假如上一块block的哈希是000000000000000030934429665e0ae5348ea22a95cadeccf310a515a1f6ec8e，在5分钟后被人解了nonce，原因可能是啥？极可能是1.网络某矿工或者某矿池的算力加大了；还有小部分可能是2.运气太好了； 而在5分钟就算出了nonce产生了新的block，这时所有节点在写这个新生成的block的时候都达成了算法共识，要在新生成的block的hash前面的0多留一位。这样，在后面矿工计算的时候，难度就加大了（固定长度时，0的位数据越多的hash越难解）。 因此，比特币保证了接近每10分钟产生一块新的块。 那么挖矿的时候，成功解出nonce的矿工怎么得到奖励的呢？ 在尝试猜nonce，并且成功后，这个矿工第一个生成新的block的，然后才把数据广播给邻近节点的；在生成新的block的时候，第一笔交易被记录了进去，这里面包含了造物主转账N个比特币给了这位矿工； N在最初设定为50，并且在每产生166554个block后N减半，每4年减半的说法来源于此。由此，比特币的逻辑总量最终控制在了2100万枚左右，如果计算上钱包丢失，总量应该小于2100万枚。 *.（1）.创世块、第一块block是中本聪挖到的，所以，中本聪至少拥有50枚比特币。
一个故事告诉你比特币的原理及运作机制 作者：张洋 周末花时间看了一些比特币原理相关的资料，虽然不敢说把每个细节都完全搞懂了，不过整体思路和关键部分的主要原理还是比较明白。写一篇文章分享给大家。这篇文章的定位会比较科普，尽量用类比的方法将比特币的基本原理讲出来。这篇文章不会涉及算法和协议中比较细节的部分，打算后面会再写一篇程序员视角下的比特币原理，那里会从技术人员的视角对比特币系统中较为关键的数据结构、算法和协议进行一些讲解。 在这篇文章中我会给出一个虚拟的村庄叫“比特村”，整个文章会以讲故事的方式，逐步告诉大家比特币提出的动机、解决了什么问题以及一些关键组件的目标和设计方案。 问题的提出 我们先从比特币产生的动机开始。 以物易物的比特村 话说在这个世界上，有一个叫比特村的小村庄，村庄共有几百户人家。这个村庄几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。由于没有大规模贸易，比特村村民一直过着以物易物的生活，也就是说村民之间并没有使用统一的货币，互相间的贸易基本上就是老张家拿一袋面粉换老李家一只羊，王大嫂拿一筐野果换刘大婶两尺布。村民们一直就这么纯朴的生活着。 实物货币 终于有一天，村民觉得一直这样以物易物实在太不方便了，于是村子全员开会，讨论如何解决这个问题。有人提议，以便于分割且稀有的东西，例如黄金，作为一般等价物，把其它物品和黄金的对应关系编成一张表格，例如一克黄金对应一只羊，一克黄金对应一袋面粉等等，此时老张再也不用扛着一袋面粉气喘吁吁的去老李家换羊了，他只要从家里摸出一克金子，就可以去老李家牵回一只羊，而老李拿着这一克黄金可以从任何愿意出让面粉的人那里换回一袋面粉，当然也可以换取任何和一克黄金等值的物品。 此时比特村进入了实物货币时代。
关于比特币 （天津外国语大学国际商学院天津 300270） 摘要:电子货币比特币，它本身的去心化、匿名性、总量固定、交易成本低、可 自由兑换等特性使它受到热捧，然而同时也引发网络犯罪、价格巨幅波动、社会资源浪费等一系列问题。 关键词:比特币；去中心化；安全问题 Abstract: Recently, more and more people are attracted to the electronic currency Bitcoin because of its non-central authority, anonymity, limited total amount, low transaction cost and free convertibility. However, it could cause problems or risk of cryber crime, the huge fluctuation in the price, the waste of resource and so on. Key Words: Bitcoin；non-central authority；security problems 1 引言风靡全球的电子货币比特 币，采用了平等的p2p技术以及公钥匙的加密方法，完全脱离政府和银行掌控。人人能平等参与制造并拥有、币值飙升又腰斩、使用比特币交易却可以不留任何蛛丝马迹。引发无数电脑迷、网游玩家、学者、投机商甚至犯罪分子的狂热兴趣。带给人们福利，弊端也令人头疼。 一比特币的产生 比特币（Bitcoin）是一种p2p形式的数字货币，通过特定算法的大量计算产生，P2p的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。不依靠特定货币发行机构发行，不受个人或组织干扰。2008年，由一位化名“中本聪”（Satoshi Nakamoto）的日本人发表论文描述了比特币的模式。2009年，比特币诞生。 比特币是一种电子货币，由计算机生成的一串串复杂代码组成，新比特币通过预设的程序制造，随着比特币总量的增加，新币制造的速度减慢，直到2140年达到2100万个的总量上限。身为电子货币的比特币与我们熟知的Q币、游戏币之类的虚拟货币不同，可以套现，兑换成大多数国家的货币。 2009年比特币诞生的时候，每笔赏金是50个，诞生10分钟后，第一批50个比特币生成，随后比特币以每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时（2100万的50%），赏金减半为25个。当总量达到1575万（新生产525万，1050的50%）时，赏金再减半为12.5个，此后逐步增长并减半。特币的本质就是一堆复杂算法所生成的特解。特解是指方程组所能得到无限个（比特币是有限个）解中的一组二每一个特解都能解开方程并且是唯一的。 挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解，而
? 主办方： 2017年9月24日北京海淀区丹棱街5号微软亚太研发中心一号楼一层故宫会议室
比特币与区块链原理解析Inside Bitcoin and Block Chain 云时代架构技术社区发起人李艳鹏 2017年9月
01Cloudate Club 云时代架构技术社区 02Block Chain 区块链 03Digging and Consensus 挖矿与共识 04Transaciton 交易 目录 DIRECTORY 05 P2P Network P2P 网络
01云时代架构技术社区介绍
My Experience 我的工作经历 23 甲骨文 路透社新浪微博 花旗银行 K12教育系统 流程、规范、标准、业务的复杂性 零容忍一级市场回购交易系统零容忍外汇的交易系统微博系统 TPS可达写几万、读几十万、单业务每天上亿数据 易宝支付 零容忍 第三方支付
拥有分库分表、缓存分片、消息队列处理器、发号器等众多轻量级开箱既用的开源项目。 云时代架构开源项目 提供微服务、一致性、高性能、高可用、Devops 、支付业务架构设计、保险业务架构设计等主题培训。 云时代架构培训 线上线下做了多场技术分享，即将与浪曦网共同举办线下分享大会，并录制培训视频。 云时代架构分享 已经出版《分布式服务架构：原理、设计与实战》一书，即将出版《可伸缩服务架构：框架与中间件》，还有《Java 核心要点和最佳实践》、《互联网研发最佳实践》、《支付平台架构》、《SSM 源码解密》、《程序猿面试攻略：从技术到技巧》、《高可用架构》等6本书正在计划中。 云时代架构技术书籍 6个月贡献11万字的博客，获得将近2000点赞，粉丝将近3000。 云时代架构简书博客 3个月关注量超过5000。 云时代架构公众号 The Area of Cloudate Club 云时代架构技术社区的活动范围
3.区块链与数字货币的原理、生态及应用 ? ? ? 窗体顶端 课后测试 测试成绩：70.0分。恭喜您顺利通过考试！ 单选题 ?1、比特币的发行量是由（）决定的。（10 分） A 黄金开采量 B 中央银行 ? C 计算机算法 D 宏观经济指标 正确答案:C ?2、（）是最早承认比特币合法地位的国家。（10 分） ? A 美国 B 德国 C
日本 D 中国 正确答案:B 多选题 ?1、以下关于RSCoin，描述正确的有（）。（10 分） A 由英国央行提出 B 一种法定数字货币原型 C 由央行统一记账 D 是一种电子货币 正确答案:A B 判断题 ?1、非对称加密解决了基于不安全网络的信息加密的问题。（10 分） ? A 正确 B 错误 正确答案:正确 ?2、哈希算法的特征包括同样的输入一定会有同样的输出，但是输出结果不能还原为输入信息。（10 分）
? A 正确 B 错误 正确答案:正确 ?3、以太坊是有准入门槛的，互相知道对方身份。（10 分） ? A 正确 B 错误 正确答案:错误 ?4、联盟链比较符合商业要求，因为在真正的商业交易中，需要了解交易对手。（10 分） ? A 正确 B 错误 正确答案:正确 ?5、我国对于区块链技术和比特币等虚拟货币的态度是截然不同的。（10 分）
? A 正确 B 错误 正确答案:正确 ?6、从区块链的行业应用来看，金融是最热的行业。（10 分） ? A 正确 B 错误 正确答案:正确 ?7、通过区块链技术建立善款追溯平台，可以追踪每笔善款的来源、用途，让善款使用透明化（10分） ? A 正确 B 错误 正确答案:正确
比特币交易工作原理 一．比特币之四大特点 比特币不同于我们生活中流通的货币，没有特定的发行机构。它是依据特定算法通过大量计算产生的。比特币有四大特点：总量有限、使用不受地域限制、匿名性、没有特定发行机构。当然，比特币不具有法偿性和强制性等货币属性，官方目前是不会承认比特币是真正意义上的货币，比如央行。现下根据相关部门的规定，金融机构是不能碰比特币的。但是民间自己成立的比特币交易平台或者个人的比特币交易是合法可行的。 二．比特币之作用 （1）零手续费实现资产转移： 当前，如果要将百万人民币转入美国，如果通过银行账户直接转入，银行服务费是相当高的。但是，如果在国内用人民币买入比特币，然后立刻在美国市场上卖出，就可以完成资产转移了。比特币与世界货币交换台决策人康斯坦斯·崔在她的专访《万恶的美国需要Bitcoin来拯救》中也提到过比特币可以通过这种方式实现资金跨国转移，从而降低移民跨国转账而产生的大笔开支。 （2）资金的安全性和控制权： 比特币交易受到军用级加密技术的保护，只要采取必要的步骤就可以保护你的钱包，没有人可以以拟的名义付款或取走你钱包内的比特币。 三．比特币之交易方式： 想获得比特币，有两个方法：一是购买和交易；二是生产，就是通过运行比特币客户端，做运算从而获得比特币奖励。第二种方法又被比特币爱好者称为“挖矿”。比特币是类似电子邮件的电子现金，交易双方需要类似电子邮箱的
“比特币钱包”和类似电邮地址的“比特币地址”。和收发电子邮件一样，汇款方通过电脑或智能手机，按收款方地址将比特币直接付给对方。 比特币地址是由大约33位字母和数字构成的一串字符，由1或3开头，可以由比特币软件在离线环境下自动生成。比特币地址就像银行卡号一样记录着你在该地址上存有多少比特币，你可以有生成无数个比特币地址。在每个比特币地址生成之处，都会生成一个相对应的私钥，以此来证明你是该地址上的比特币的主人。因此，在使用比特币钱包时务必要保护好地址和私钥，比特币交易也免不了会有风险。 四．比特币之交易平台： 出于保护比特币地址和私钥，选择一个安全的比特币交易平台就显得尤为重要。比特币交易平台主要可以分为两类，一类是起步比较早，有充足经验，成交量大的交易平台，除了具有前面的优势，还有一点就是交易费率较高，如日前宣布关闭交易并申请破产的前世界级最大比特币交易商MT.GOX,原始交易费为0.60%，相对来说较高。而且很多比特币玩家指出，尽管平台很大，但是仍然存在诸多漏洞。所以，在选择比特币交易平台的时候，要综合考虑交易费、安全等方面的问题，不能单纯地考虑交易平台的成立时间，当然成立时间也是要考虑的，不然没有交易量，那就是死盘子，进去就会被套在里面。所以在选择交易平台的时候，应该以成立时间和交易额为标准进行衡量，这是测试平台运营能力的最佳方式。 另一种交易平台，是成立比较晚的。这个也有两种，有些是建立在私人交易基础上的，没有实体注册公司的资金和后台运营支持，很容易被黑客攻破，非常不安全，另一类可以把它看做是现在那些大平台的初始阶段，比较有发展前景，
作为新用户，你只需选择一个钱包安装到你的电脑或者智能手机上。 钱包成功安装之后，它会为你生成你的第一个比特币地址，在任何有需要的时候，你可以通过你的钱包生成更多的比特币地址。 当你的朋友收到你发送给他们的比特币地址后，他们就可以付给你比特币，反之亦然，如果你的朋友把他们的比特币地址给你，你就可以用比特币付款给他们。 实际上，这跟电子邮件的运作方式是非常相似的。 所以剩下要做的就是去获取一些比特币，并将它们安全保存起来。 要开始使用比特币，你并不需要了解技术细节。 余额–块链是整个比特币网络依赖的一个公开共享的交易记录。 所有已确认的交易均毫无例外地包含在块链中。 如此一来，将可以证实在新的交易中，要花费的比特币确属于花费者所有。 块链的完整性和时序性是由加密算法保证的。 交易–私钥一笔交易是指将被包含在块链里的，在比特币地址之间进行的价值交换。 比特币钱包为每个比特币地址保存一份称作私钥的保密数据。 私钥用来为交易签名，为交易中的比特币的确来自于该比特币地址的拥有者提供数学上的证明。 这个签名也避免了交易发生后被人修改的可能性。 交易在用户之间传播，并在接下来几分钟内，通过一个叫作挖矿的过程被比特币网络所确认。
处理–挖矿是个将待确认的交易数据包含到块链中，从而完成对这些交易进行确认的分布式共识系统。 通过挖矿，可以强制性保证块链中的数据按时间顺序存储，保持比特币网络的中立性，且允许比特币网络上不同的计算机对系统状态达成一致。 交易要获得确认，必须要被打包到一个符合非常严格的加密规则的块中，并通过比特币网络进行验证。 这些规则可以防止对已有块的修改，因为一旦有改动，之后所有的块都将失效。 挖矿的难度和中彩票相当，没人可以轻易地、连续地将新块加入到块链中。 因此，没人可以控制块链中包含什么样的内容或者替换掉块链中的部分内容以达到回滚他们的花费的目的。 深入探究这只是对比特币系统的一个简短概述。 如果想了解更多细节，可以参阅比特币白皮书，里面对比特币系统的设计有详细的描述，或者浏览比特币维基。
17 一、比特币（BitCoin, BTC)由来 20世纪初期，奥地利经济学派著名经济学家、诺贝尔经济学得主哈耶克在他的《货币的非国家化》中第一次完整的阐述了一种去国家化的非主权货币的构想：废除中央银行制度，允许私人发行货币，并自由竞争，这个竞争过程将会发现最好的货币。只是当时没有强大的计算机，也没有互联网，如何从技术上完美实现这一构想，一直悬而未决。直到互联网诞生，20世纪90年代，一个名为“密码朋克”的密码破译组织就致力于创建电子货币；同时期的密码破译者大卫?乔姆创建了一个名为“电子现金”匿名系统也失败了。之后比特金（bit gold），RPOW，b钱（b-money）等各种电子货币不断出现，但均告失败。2008年11月1日，一个自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人在一个隐秘的密码学讨论组上贴出了一篇研究报告，阐述了他对电 子货币的新构想——比特币就此问世。比特币是 一种开源的、基于网络的、点对点的匿名电子货币，是世界上第一个分布式的匿名数字货币。比特币的发行和支付没有中央控制中心，货币转账是由网络节点进行集体管理，交易各方可以隐藏自己的真实身份。 二、比特币设计原理 1.比特币的产出设计。比特币产出是一个网络开源程序，通过完成一个特定数学问题计算来产出比特币。系统运行内建的机制会在平均大约每10分钟确认一个区块。每个区块的币值在最初的21万个区块中是50BTC，之后21万区块是每区块25BTC，然后是1 2.5BTC 、6.25BTC，以此类推。区块的总数乘以每个区块的比特币值就是现存的比特币总数。所以在最初的四年里会有1050万比特币被制造出来，这个数值每四年减半，在第二个四年中会有525万比特币被制 新型货币“比特币”：产生、原理与发展 于 江 （中国人民银行长春中心支行，吉林长春 130051） 摘 要：2013年4月10日，随着与美元兑换率达到1：266美元，使比特币这一电子虚拟货币一下子引起了现实世界的关注。本文梳理了比特币的由来和设计，深入分析了比特币的特点和属性；比特币经过几年的发展，对社会产生了明显的影响；但是当前其法律地位以及发展前景社会各界是见仁见智。在互联网飞速发展的当下，比特币凭借其创新的理念和可靠的技术吸引众多人的目光，它将对我们的生活产生何种影响，值得我们深入的研究和思考。关键词：比特币；综述；发展 中图分类号：F832 文献标识码：A 文章编号：1009 - 3109（2013）05-0017-07 吉林金融研究 2013年第5期(总第376期） No.5，2013General No.376 收稿日期：2013-04-03 作者简介：于 江，男，汉族，硕士，中国人民银行长春中心支行，经济师。
比特币原理详解 一、什么是比特币 比特币是一种电子货币，是一种基于密码学的货币，在2008年11月1日由中本聪发表比特币白皮书，文中提出了一种去中心化的电子记账系统，我们平时的电子现金是银行来记账，因为银行的背后是国家信用。去中心化电子记账系统是参与者共同记账。比特币可以防止主权危机、信用风险。其好处不多做赘述，这一层面介绍的文章很多，本文主要从更深层的技术原理角度进行介绍。 二、问题引入 假设现有4个人分别称之为ABCD，他们之间发起了3个交易，A转给B10个比特币，B 转给C5个比特币，C转给D2个比特币。如果是传统的记账方式，这些交易会记录在银行的系统中，这些信息由银行来记录，我们相信银行不会随意添加、删除或修改一条交易记录，我们也不会关注到底有哪些交易，我们只关注自己的账户余额。而比特币的记账方式为ABCD每个人保存了这样一份账本，账本上记录了上述交易内容，如果每个人账本实时的一致，ABCD就不再需要银行。 比特币是这样做的，每当有人发起一笔交易，他就要将一笔交易广播至全网，由全网中的某一个人，把一段时间内的交易打包好记录到一个区块上，再按照顺序把这些区块，一个一个的链接在一起，进而形成了一个链条，这就是所谓的区块链。
那么问题来了 1、我凭什么要参与这个系统，我为什么要动用自己的计算机资源来存储这些信息呢？ 2、以谁的记录为准呢？比如上面的账单顺序，A用户可能是这个顺序，但是B可能顺序不一样，甚至可能B根本就没有接收到C给D转账的这个消息。 3、比特币如果做到支付功能，保证该是谁的钱就是谁的钱，而且只有其所有者才能花。 4、如何防伪、防篡改以及双重支付，防伪是验证每条交易的真的是某人发出的，比如B可能杜撰一条消息，说某某给我转了一笔钱，这就是一个假消息，或者B说我给某人转了多少钱，但是实际上他并没有这么多钱，又怎么办。防篡改指的是B可能想从区块链上把自己曾经转给某人钱的记录删掉，这样他的余额就会增加。双重支付是指，B只有10比特币，他同时向C和D转10个比特币，造成双重花费。 三、为什么要记账？ 因为记账有奖励，记账有手续费的收益，而且打包区块的人有系统奖励，奖励方案是，每十分钟生成一个区块，每生成一个区块会奖励一定数量的比特币，最开始是50个BTC，过4年会奖励25个BTC，再过4年再减少一半，以此类推。这样比特币的产生会越来越少，越来越趋近于一个最大值，计算公式是：50×6×24×365×4×（1+1/2+1/4+1/8+…）≈2100万，其中最初奖励50个比特币，每小时有6个区块，每天24小时，每年365天，前四年是如此，之后每四年减半。
比特币平台源码开发 编辑：源中瑞～博哥 源中瑞科技是一家专注于互联网与移动互联网领域的软件开发团队，我们为用户提供专业的互联网软件开发服务，为客户提供一站式、全方位的产品解决方案，是国内领先的互联网及移动互联网应用产品及解 决方案提供商。 源中瑞以技术为本，始终以卓越的市场前瞻性和技术创新性推动着互联网及移动互联网领域的产品创新发展进程。我们追求卓越的产品品质以及完美的用户体验，提倡"以顾客体验为根本导向"。旨在为客户创作具有革新性用户体验、简单方便、安全的、实用的产品及解决方案。 源中瑞所研发产品包含：数字交易系统、微交易系统、供应链交易系统、安全情报系统、智慧城市系统， 虚拟币交易系统平台开发，等等。 尽管还有几天才结束，“The DAO”成为史上最大的众筹项目已是板上钉钉的事了，目前融资额已高达1.6亿美元。DAO全称是Decentralized Autonomous Organization，即“去中心化的自治组织”，可理解为完全由计算机代码控制运作的类似公司的实体，在人类历史上还是首次。看到这里，请你闭上眼睛（但不要睡着），想象一个完全由代码控制的公司里面，看不到founder，没有CEO，没有CTO，没有人事财务研发市场销售部，根除了攀比、懒散、官僚、倾轧等种种让公司效率下降的人为因素，剩下的只是吃苦耐劳的机器在默默地精确地不受任何影响（包括断气断水断粮）运作，这绝对是历史性的变革模式。 这次众筹引人注目之处不仅在其规模庞大，还有其他诸多看点，包括其引发的种种争议和对业界的深远影响。笔者作为技术爱好者，本着学习的目的参与了本次众筹，无意中成为了该项目的“创始成员”。本文 和读者们分享一下对该项目的理解。
比特币：运行原理、典型特征与前景展望 摘要：本文通过对比特币运行原理的阐述，剖析了比特币的典型特征，并展望了比特币的可能前景。首先，作为货币发展史上的重大革新，比特币在设计中使用的一系列创新思想和方式是值得借鉴的。它的出现是解决当前国别货币面临问题的积极尝试；其次，由于比特币在寻求以创新途径解决问题的同时，引入了一些难以调和且致命的新问题，导致市场对目前形式的比特币能否持续发展持怀疑态度；再次，比特币的发展前景取决于其自身能否顺利完成转型。无论是在比特币之上建立其他应用层级，还是将比特币作为全球货币体系改革的一个组件，都需要对它进行重新审视和设计。如果设计更为合理，且在实施过程中能更好地协调各方利益，比特币的发展前景虽然路途遥远，但值得世人期待。 关键词：比特币 运行原理 典型特征 前景展望 Feb. 17, 2014 https://www.doczj.com/doc/b47059338.html, 杨晓晨 morn.yang@https://www.doczj.com/doc/b47059338.html, 张 明 zhangming@https://www.doczj.com/doc/b47059338.html, Working Paper No. 2014W06
一、引言 比特币最初起源于中本聪（Satoshi Nakamoto）在2008年题为《比特币：一种点对点的电子现金系统》的论文（Nakamoto，2008）。在此文中，作者描述了一种完全基于点对点（Point to Point，P2P）的电子现金系统，该系统使得全部支付都可以由交易双方直接进行，完全摆脱了通过第三方中介（例如商业银行）的传统支付模式，从而创造了一种全新的货币体系。 最初，比特币只是作为密码学的创新尝试在一小群极客之间传播，并没有人愿意用现有货币与其进行兑换。经过几年的发展，比特币逐渐进入大众视野，越来越多的商家开始接受比特币。从2011年起，随着一系列交易市场的建立，比特币的价格也开始迅速攀升。截至2013年11月底，比特币的价格一度达到每单位1200美元，而其人民币价格也突破了每单位7000元。 比特币实行7*24的全天候交易，而且没有涨跌幅限制，以至于其价格在一天之内的浮动幅度就可以达到数千人民币。因此，中国人民银行等五部委联合下发了《关于防范比特币风险的通知》，不承认比特币的货币属性，不允许其作为货币在市场上流通。但与此同时，以美国和德国为代表的一些国家对比特币却持有相对乐观的态度，并明确表态愿意接受比特币。不同国家为何对一个新兴货币概念持有不同的态度呢？这背后的深层次原因值得探讨。 目前国内外关于比特币的学术文章很少，而且大多集中于技术领域，经济学文献非常有限。Woo等（2013）讨论了比特币的内在价值，并对比特币的未来持乐观态度。但与此同时，他们也指出，市场投机行为可能造成比特币的汇率大起大落，从而影响其被社会接受的程度。Y ermack （2013）的研究表明，一方面，比特币的每日汇率走势与其他主要货币汇率走势没有相关性，使得比特币无法用于风险管理目的，以及比特币的持有者也很难对比特币持有头寸进行套期保值；另一方面，比特币无法用来为消费信贷或其他贷款合同计价，也难以被纳入具有存款保险特征的银行体系。因此，比特币与其说是一种货币，不如说是一种投机性工具。?urda（2012）从奥地利学派的角度出发，对比特币进行了理论和实证分析，尤其是对比特币的概念与归类进行了深入探讨。Jacobs（2011）和Grinberg（2012）对比特币的相关法律问题进行了分析，他们均认为比特币面临较大的法律风险。 比特币虽然比较特殊，但依然可以归于电子货币的类别。Marimon （2003）把电子货币视为央行发行货币的有力竞争者。他建立的模型显示，电子货币有助于降低通 2
问题的提出 我们先从比特币产生的动机开始。 以物易物的比特村 话说在这个世界上，有一个叫比特村的小村庄，村庄共有几百户人家。这个村庄几乎与世隔绝，过着自给自足的生活。由于没有大规模贸易，比特村村民一直过着以物易物的生活，也就是说村民之间并没有使用统一的货币，互相间的贸易基本上就是老张家拿一袋面粉换老李家一只羊，王大嫂拿一筐野果换刘大婶两尺布。村民们一直就这么纯朴的生活着。 实物货币 终于有一天，村民觉得一直这样以物易物实在太不方便了，于是村子全员开会，讨论如何解决这个问题。有人提议，以便于分割且稀有的东西，例如黄金，作为一般等价物，把其它物品和黄金的对应关系编成一张表格，例如一克黄金对应一只羊，一克黄金对应一袋面粉等等，此时老张再也不用扛着一袋面粉气喘吁吁的去老李家换羊了，他只要从家里摸出一克金子，就可以去老李家牵回一只羊，而老李拿着这一克黄金可以从
任何愿意出让面粉的人那里换回一袋面粉，当然也可以换取任何和一克黄金等值的物品。 此时比特村进入了实物货币时代。 符号货币 好景不长，过了一段时间，实物货币的弊端也出现了。因为比特村附近金矿并不多，开采和冶炼金子太费时费力了。而随着使用，金子总是不断会因为磨损、丢失或有人故意囤积而发生损耗。全村人又一次坐在了一起，开始商讨对策。此时有人说，其实大家也不必一定要真的用黄金啊，随便找张纸，写上“一克黄金”，只要全村人都认同这张纸就等于一克黄金，问题不就解决了。其他人纷纷表示认同，但同时也有了新的问题：真实的黄金是需要开采和冶炼的，金矿有限，开采和冶炼也需要成
本，所以没有人可以短期凭空制造大量的黄金，可写字就不同了，只要我纸够笔够，随便像写多少写多少，那这就变成拼谁家里纸多了，搞不好到时一万张纸才能换一只羊（实际上这就发生了经济学上的通货膨胀）。 大家一想也是啊。不过此时又有人提出了解决方案：这个纸不是谁写都有效，我们只认村里德高望重的老村长写得，大家都认识老村长的字。老村长写一些纸，同时按照各家黄金存量发给大家等量的纸，例如老张家有二百克黄金，老村长就发给老张二百张写着“一克黄金”的纸，同时将老张家的黄金拿走作为抵押。就这样，老村长将村里所有黄金收归到自己的家里，并按各家上交的黄金数量发给等值的写有字的纸。此时村民就可以拿着这些纸当黄金进行贸易了，而且大家都认得老村长的字，其他人伪造不出来。另外，如果谁的纸磨损太严重，也可拿到老村长那里兑换新的等值的纸，另外老村长承诺任何人如果想要换成真黄金，只要拿纸回来，老村长就会把等值的黄金还给那人。因为老村长写得纸的黄金量和真实放在家里的黄金量是一样的，所以只要严格按照销毁多少纸新写多少纸的原则，每一张有效的纸总能换回相应的真黄金。 此时，比特村进入了符号货币（纸币）时代。而老村长就承担了政府和银行的角色。
图像分割算法研究 郝博麟 摘要：本文通过研究图像分割算法，了解基本图像分割算法及其原理，数学模型，了解对日常生活应用。 1图像分割算法简介 图像分割时一种重要的图像分析技术。在对图像的研究和应用中，人们往往仅对图像中的某些部分感兴趣，这些部分称为目标或者前景(其他部分称为背景)，他们一般对应图像中特定的、具有独特性质的区域。这里的独特性可以是像素的灰度值、物体轮廓曲线、颜色、纹理等。为了识别和分析图像中的目标，需要将它们从图像中分离提取出来，在此基础上才有可能进一步对目标进行测量和对图像进行利用。因此图像分割就是指把图像分成各具特性[1] 的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。图像分割的方法已有上千种，每年还有许多新方法出现，虽因尚无通用的分割理论，目前提出的分割算法大都是针对具体问题的，但是对于图像分割的一般性规律则基本上已经达成了共识。 对图像分割的方法进行了分类和研究，把图像分割的方法分为三大类：（１）基于边缘检测的分割方法，图像最基本的特征是边缘，边缘检测方法利用图像一阶导数的极值或二阶导数的过零点信息为
判断边缘点提供了基本依据，论文对细胞图像进行分割，从实际效果上比较各种算子进行边缘检测的优缺点；（２）基于区域的分割方法，阈值化方法根据物体像素的灰度级与背景像素的灰度级的不同，将物体从背景中较好地分割出来，区域增长分割就是把具有某种相似性质的像素连通起来，从而构成最终的分割区域；（３）基于特定理论的分割方法，这些特定理论包括小波变换、数学形态学、神经网络和模糊技术等。把直方图与小波变换方法结合起来，利用小波变换的多尺度特性，在不同的尺度上选择分割阈值，这样使得阈值的选取更加合理，实验结果表明该算法能得到较好的分割效果。通过对以上三类方法的探讨，以及对各类算法进行的实验，总结了传统图像分割算法的优缺点和各类算法的适应环境。 对于数字图像处理的认识： 图像处理技术一般分为两大类：模拟图像处理和数字图像处理。数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机进行处理的过程，它是２０世纪６０年代随着计算机技术和超大规模集成的发展而产生、发展和不断成熟起来的一个新兴领域，在理论上和实际应用中都取得了巨大的成就。进入２１世纪，随着计算机技术的快速发展和相关理论的不断完善，数字图像处理技术在很多应用领域受到了极大的重视并且取得了重大的成就。随着数字图像处理技术的迅速发展，到目前为止，数字图像处理在医疗设备、图像通讯、地理信息系统、工业自动化和办公自动化系统领域的应用越来越多，对推动社会的发展和改善人们的生活水平起到了极大的作用。
万字长文深入浅出讲述区块链技术细节和运行原理 本文不讨论区块链的上层应用方案，只阐述区块链本身的原理和运行机制。 1. 区块链起源 2015年中国电子商务交易额达20.8万亿，同比增长27%，其中实物商品网上零售额为32424亿元，同比增长31.6%，高于同期社会消费品零售总额增速20.9个百分点，占社会消费品零售总额(30.0931万亿元)的10.8%。 为解决互联网贸易中买卖双方的信任问题(存在潜在的退款可能)，催生了支付宝等第三方支付机构作为信用中介。第三方中介的存在，虽然保证了商品和资金的正常交割，同时也增加了交易成本，本应归属于客户的大量的沉淀资金收益被计入中介机构，贸易效率也受到了一定的影响。而在使用物理现金的情况下，遵循的是一手交钱一手交货的准则，并不需要第三方信用中介的存在。 基于以上现状和问题，中本聪在2009年提出了一种基于严格数学算法的电子现金系统，使得任何达成一致的双方能够直接进行支付，而不需要第三方中介的参与。 自1983年D.Chaum发表第一篇电子现金论文以来，在电子现金方面的研究一直没有间断过。1980和1990年代的匿名电子现金协议，大部分是以乔姆盲签技术(Chaumian blinding)②为基础的。这些电子现金协议提供具有高度隐私性的货币，但是这些协议都没有流行起来，因为它们都依赖于一个中心化的中介机构。1998年，戴伟(Wei Dai)的b-money首次引入了通过解决计算难题和去中心化共识创造货币的思想，但是该建议并未给出如何实现去中心化共识的具体方法。2005年，芬尼(Hal Finney)引入了“可重复使用的工作量证明机制”(reusable pr oofs of work)概念，它同时使用b-money的思想和Adam Back提出的计算困难的哈希现金(Hashcash)难题来创造密码学货币。但是，这种概念再次迷失于理想化，因为它依赖于可信任的计算作为后端。 因为货币是先申请后应用，交易的顺序至关重要，所以去中心化的货币需要找到实现去中心化共识的方法。比特币以前的所有电子货币协议所遇到的主要障碍是，尽管对如何创建安全的拜占庭问题容错(Byzantine-fault-tolerant)多方共识系统的研究已经历时多年，但是上述协议只解决了问题的一半。这些协议假设系统的所有参与者是已知的，并产生如“如果有N方参与到系统中，那么系统可以容忍N/4的恶意参与者”这样形式的安全边界。然而这个假设的问题在于，在匿名的情况下，系统设置的安全边界容易遭受攻击，因为一个攻击者可以在一台服务器或者僵尸网络上创建数以千计的节点，从而单方面确保拥有多数份额。 中本聪的创新是引入这样一个理念：将一个非常简单的基于节点的去中心化共识协议与工作量证明机制结合在一起。节点通过工作量证明机制获得参与到系统的权利，每十分钟将交易打包到“区块”中，从而创建出不断增长的区块链。拥有大量算力的节点有更大的影响力，但获得比整个网络更多的算力比创建一百万个节点困难得多。尽管比特币区块链模型非常简陋，但是实践证明它已经足够好用了。 基于如上原因，再加上比特币的存量有限，不能随意增发，不需要依靠法币背书，代码开源等特点，造就了比特币的迅猛发展。