区块链教程003：比特币发行、记账、交易原理

我们知道，神秘的中本聪在2008年发明比特币的时候，正是因为当时的全球经济危机。 中本聪认为，如果能够构建一个没有中央机构的货币发行体系，货币就不会被无限超发，这对每个人都是公平公正的。

所以中本聪建立了一个像比特币这样的系统。

那么，在没有中心化组织的情况下，比特币的发行、记账、交易是如何进行的呢？

比特币发行

中本聪首先规定了比特币的发行机制。 规定比特币总量为2100万枚。 比特币网络大约每10分钟发一次账单，每一个比特币的产生都伴随着每一页账单的产生，即每一个区块的发布和发行。

中本聪还规定，每个区块的初始比特币奖励为 50，之后每 210,000 个区块减半。 直到 2140 年，所有的比特币都将发行。

210,000个区块，大家算一算，平均每10分钟出一个区块，210,000个区块需要多长时间？ 理论上需要1458.3天，也就是3.99年。 这就是流行说法“比特币每四年减半”的由来。

2016年7月8日开始，比特币第二次减半，即每区块奖励12.5个比特币。

我们如何计算当前区块有多少个区块？ 很简单，大家都用“区块高度”来标记。 即一个区块的高度是自比特币诞生以来的区块数。

打开任意一个比特币区块浏览器，我们都可以看到现在出来的最新区块高度。 通过区块的高度比特币系统中的交易运行原理，我们可以计算出下一次比特币减半需要多长时间，多长时间难以调整，多长时间会出大事。

比特币 PoW 机制

然后中本聪规定了记账的形式。 我们知道比特币采用的是工作量证明机制，即PoW机制。 所有矿工通过竞争哈希计算来争夺记账权。 类似每隔10分钟，一道数学题被扔进网络，大家比赛看谁算得快。

在每轮比赛中，谁先计算出正确答案，谁就获得本轮的记账权。 他记在这一页上的账单，大家要以之为准。

紧接着，大家以这一页账单为基础，争夺下一页账单的保有权。 通过这种共识机制，中本聪解决了去中心化体系下账本的独特权益。

矿工为什么要争记账？ 使用计算机进行计算会消耗电力并存储大量数据。 这对矿工有什么好处？

毕竟单纯靠公益，这样的制度走不了多远。 这也是中本聪最聪明的地方之一：他将比特币的发行与竞争性记账绑定在一起，记账人每次获得记账权，都会得到系统产生的新比特币作为奖励。

挖矿奖励

也就是说，计算速度最快的计算机会“挖”出一定数量的比特币。 在每一轮的竞争性记账中，谁获得记账权，谁就将获得本区块中新生的比特币奖励和记录在账单中的交易手续费。

2017年，如果你是矿工，在一轮比赛中获得记账权，你将获得12.5个新发行的比特币奖励比特币系统中的交易运行原理，以及该区块的所有手续费，大约是零点几到2个比特币手续费。

随着新生比特币每四年减半一次，新生比特币的奖励越来越少，矿工还会有挖矿的动力吗？

答案是肯定的。 因为他们还有一部分收入，就是大家给的比特币转账的手续费。 还记得我们提到过在比特币世界，转账手续费可以自己填吗？

比特币转账

随着越来越多的人和机构使用比特币，全球比特币转账变得更加频繁，转账手续费总额也会增加。 手续费将成为未来矿工的主要收入来源。

上次讲到比特币的转账，就像我们平时做银行转账一样，我们选择一个有比特币的地址，输入对方的比特币地址，输入你要转账的金额，输入给矿工的手续费，然后使用私钥签名，提交后等待矿工处理。

中本聪通过加密机制，让每个随机生成的私钥只对应一个地址，保证了从每个地址发送比特币的合法性。

比特币目前的区块大小为 1M 字节，大致可以容纳数千笔交易。 当网络上转账的人较少时，在等待矿工确认的同时，你可能只需要等待 10 分钟就可以得到下一个区块的确认。

如果目前转账人多，可能需要多排队10分钟甚至更长时间。

矿工会继续等待记录的转账交易，选择手续费相对较高的转账信息进行记账。 如果你的手续费不在最前面，可能要放在后面才能保住你的账户。

通过这样的设计，中本聪让比特币的发行、比特币的记账和转账环环相扣，让整个系统自发运行。

比特币分割

现在，虽然核心人物中本聪已经消失，但我们看到了比特币自发的生命力，这就是去中心化系统的魅力所在。

哦对了，虽然比特币的总数只有2100万，但是每个比特币都可以分成小数点后8位，也就是一个比特币可以分成1亿股。 您可以将非常非常小的比特币转移给其他人。 不信你可以买一个半比特币试试。

本文整理自火币网COO朱嘉伟的分享