比特币掌握在开发者手中

从最基本的概念来说，比特币是一种包含用户姓名和资产的数字文件或票据，人们通过改变票据来交换财产和金钱。当 Bob 将价值 5.2 个比特币的割草机卖给 Carroll 时，Bob 的资产增加了 5.2 个比特币，而 Carroll 的账户损失了 5.2 个比特币。没有黄金或政府发行的货币来支持比特币的数字。Bob 愿意用他现实生活中的割草机换取该法案中的高端数字，因为他相信其他人也会相信这个系统。

那么谁来维护这个法案并确保没有人作弊呢？比特币的一个目的是避免任何中央控制系统，因此参与维护的每个人都维护自己的账单副本。这样做的一个令人惊讶的结果是，每个人都可以看到其他人的财产，尽管在真实系统中严格使用没有姓名的数字账户，这提供了一定程度的匿名性。

如果每个人都维护自己的账单，那么在发送比特币时如何保持所有账单同步？从一个非常基本的角度来看，当你想发送比特币时，你只需通过广播一条包含你的帐号、收件人的帐号和要转移的比特币数量的行来告诉其他人。整个比特币网络世界的人们都会更新他们的账单信息。

在这里要清楚一点比特币掌握在谁手里，我描述比特币如何运作的动机来自帮助维护系统的矿工。但你也可以使用这个系统发送比特币，而无需维护账单。

账户安全

如果发送比特币如此简单，就像用几个账户创建一条消息一样简单，那么如何阻止小偷 Alice 使用 Bob 的账户来花费 Bob 的比特币呢？就像验证一张纸上的签名一样，比特币需要一个数字签名来证明发件人是账户的真正所有者，但它是基于数学算法而不是纸质签名。

创建新帐户时，私钥在数学上与帐号相关联。如果您听说过比特币钱包，这些密钥就保存在其中，您可以在其中创建数字签名。

为了创建数字签名比特币掌握在谁手里，将私钥和交易的文本信息输入到特殊的加密散列函数中。另一个功能将允许其他人检查数字签名，以确保它是由帐户的真实所有者创建的，并且对特定交易有效。

与手写签名验证不同的是，这些数字签名在未来无法复制和重复使用，而且数字签名对于每笔交易也是唯一的。

对交易进行排序

好吧，既然我们知道数字签名可以准确地证明谁发送了比特币，但它不能证明它是什么时候发送的，这就变成了一个大问题。

在我们传统的银行系统中，如果 Alice 开了两张支票，但只有足够的钱来兑现其中一张，银行会向第一个尝试兑现支票的人支付现金，并拒绝第二个尝试兑现支票的人，因为Alice 的账户将被清空。

所以这些支票的顺序是危险的，因为它将决定谁应该得到报酬。不幸的是，在比特币的世界里，秩序是很难确定的，与传统行业不同，世界是一个独特的个体。网络延迟可能导致交易以不同的顺序到达不同的位置，骗子可能会谎报时间戳。

两个接收者可能同时认为他们的交易是第一个并发送该项目，这在世界上将允许 Alice 花费她的钱两次！比特币通过为整个网络提供一种方式来决定如何对交易进行排序来防止这种行为。

随着新交易记录的创建，它们进入待处理交易池。从这里开始，他们被打包成一条巨大的链条，同时固定他们的订单。

要选择接下来应该进行的交易，涉及到一种数学运气。参与者选择一个未经确认的交易并开始尝试解决一个特殊的数学难题，该难题将她与区块链的最末端联系起来。第一个找到答案的人获胜，并会说他们选择的交易放在链中的下一个（说明这些实际上是同一批交易）。

那么这个链接有什么问题呢？它基于一种称为密码散列的特殊功能。这个名字听起来很吓人，但它只是混合了它的输入并输出了一个数字，但同时它又很特别，因为它是不可逆的。除了进行大量猜测之外，没有简单的方法可以从输出中推断出创建它的输入信息。比特币世界中的人们不断地为这个函数提供随机数，直到输出值与特定值匹配。

除了随机猜测之外，您还可以从未确定的池和链中输入一笔交易，尝试改变哈希函数的输出值。

避免不诚实的账单

因此，像彩票一样的运气为全世界提供了一种方式来决定接下来应该进行哪笔交易，但其背后的数学也有助于确认每个人都同意过去的交易信息。

假设你现在是第一次进入比特币网络，想要一份交易链副本来追赶，但你收到了几个不同的版本，你应该信任哪个版本？

从理论上讲，您应该相信大多数人正在使用的版本，但是很难确定互联网上的内容。是什么阻止了一个人疯狂投票数百万次？比特币通过要求人们解决数学难题才能投票来阻止这一点。这导致任何投票都必须消耗计算机计算能力（芯片计算能力），单个个人或团体不可能承受压倒性的投票权和压倒性的计算能力。

前面描述的交易排序过程实际上提供了一个投票系统。区块链的末端会有分歧，所以每一个猜测其实都是在给链投票，但是这些投票是怎么算的呢？

因为密码散列函数具有精确定义的属性，所以您可以查看任何给定的答案并估计需要多少猜想才能解决它，就像估计一枚硬币掷出一系列一百个正面，反动硬币的次数相同。因此，区块链中的链接不仅对交易进行排序，还起到了有效的投票统计作用，更容易看出大多数人使用的是哪条链。

创建比特币

最后，比特币是如何产生的？每次有人中了彩票般的幸运猜测，下一个交易区块就会被添加到区块链中，同时，新的比特币会凭空创造出来，奖励给解决了数学难题的账户。

解决这些问题通俗地称为“挖矿”，它解释了钱是如何进入系统的，但数学难题的主要目的是确定每个人账单的一致性。该系统只是提供了一种方便的方式来向世界随机分配货币。事实上，在 2140 年左右，不会再有比特币被创造出来，到那时，参与者将只能赚取添加到每笔交易中的交易费。