比特币基础知识介绍课件.ppt

1、LOGO Bitcoin比特币目录目录一、一、Bitcoin 是什么？是什么？二、二、Bitcoin:Under the Hood1、交易（交易（transaction）3、通信网络通信网络（Peer-to-peer communication network）2、共识机制与挖矿（共识机制与挖矿（consensus mechanism and mining）三、三、一、一、Bitcoin 是什么？是什么？比特币是一种虚拟货币虚拟货币（数字货币）。比特币是一种由开源的P2P软件产生的电子币，数字币，是一种网络虚拟资产。比特币也被意译为“比特金”。比特币基于一套密码编码、通过复杂算法产生，这一规则

2、不受任何个人或组织干扰，去中心化；任何人都可以下载并运行比特币客户端而参与制造比特币；比特币利用电子签名的方式来实现流通，通过P2P分布式网络来核查重复消费。每一块比特币的产生、消费都会通过P2P分布式网络记录并告知全网，不存在伪造的可能。一、一、Bitcoin 是什么？是什么？比特币的特点：比特币的特点：1.数字货币。2.不依托于任何国家或组织而利用计算机技术独立发行。3.通过P2P分布式技术实现，无中心点。4.所有人均可自由的参与。5.总量有限，不可再生。6.本身机制开源，可以被山寨。一、一、Bitcoin 是什么？是什么？2008年，有人用笔名“中田聪(SatoshiNakamoto)”

3、发表了一篇论文，论文中描述了比特币的使用方法，1年后，比特币的首笔交易完成。(虎嗅注：据福布斯中文网这篇文章称，这位采用日本名字的神秘人物已经消失在网络。没有人知道他是否真的是日本人，还是一个庞大的机构。连线从他的行文措辞推测，他有可能出生于美国，甚至有可能是Google公司或美国国家安全局的一个神秘小组的代号。)二、二、Bitcoin:Under the Hood 2009年，比特币诞生。比特币是比特币是一种通过密码编码，在复杂算法的大量计算下产生的电子货币。由于比特币在无需第三方监管的情况下，在双方用户之间直接交易，并且能够保证交易记录不被篡改等特性，因此引起了全球的关注热潮。交易数据在b

4、itcoin网络中通过区块永久保存，及每个区块保存最近所有交易，所有的记录交易的区块根据时间顺序形成一条可追溯链，即区块链。区块链作为区块链作为一种去中心化协议，通过分布式账本（或称之为数据库）这个载体，能安全地存储比特币交易，通过分布在全球的网络节点确保交易记录不可伪造和篡改。二、二、Bitcoin:Under the Hood Bitcoin中的三大技术组件分别是：交易（transaction）共识协议（consensus protocol）通信网络（peer-to-peer communication network）二、二、Bitcoin:Under the Hood 1、交易（交易（

5、transaction）Bitcoin中最重要的信息就是交易即一系列的数据转换，并不存在比交易更高级别的概念，如：用户、账户、身份等。一个交易包含一系列的输入（input）和输出(output)。交易(transaction)记录的是本次交易的收入来源（input）和支出（output）。当你支出一笔钱的时候，需要描述你要支出的钱以及收入的来源，并且在支出项中指出交易金额，通过脚本的形式写明接收者的公钥（scriptPubKey：ECDSA公钥的hash），然后用自己的私钥签名（scriptSig）认可该交易，最后将交易单广播出去。其中签名算法用的是ESDSA(椭圆曲线数字签名算法)。每一笔交

6、易从当前状态逐步逆向验证，到最后即最开始的一笔总是“挖矿”所得，即coinbase。二、二、Bitcoin:Under the Hood要点：要点：1.交易发起者的私钥：私钥为个人所知，他人无从知晓。2.前一次交易：前一次交易数据说明了该次交易的货币的来源（这部分货币是怎么到当前发起人这里来的）。3.下一位所有者的公钥：即交易接收方的地址，此数据说明了当前交易的目标是谁。4.数字签名：发起方将前一次交易数据和接收方公钥连接起来并对其求Hash值x，再利用自己的私钥对x加密，便得到了这份数字签名。二、二、Bitcoin:Under the Hood 2、共识机制与挖矿（共识机制与挖矿（conse

7、nsus mechanism and mining）如果交易仅仅只是由一个用户直接发送给另外一个用户，那么这个基于交易的电子货币系统是不安全的。采用数字签名也仅仅只是保证了一个交易的输入输出记录未被篡改，根本无法防御double-spending attack。所谓double-spending即用同样的coin 去发布两个或更多交易，这样就能够花费比自己持有的资产更多的coin。因此一个交易必须由全局确认才能添加到区块链中，这就需要一个一致性协议使全局达成共识。区块链通过分布式账本（或者叫数据库）这个载体，能安全地存储比特币交易数据，无需任何中心化机构的审核,确保交易信息不被伪造和篡改。二、

8、二、Bitcoin:Under the Hood 中本聪发明了Nakamoto 共识机制（consensus mechanism）。这是bitcoin中最关键的创新点。共识机制由所有网络节点的4种独立过程相互作用而产生：p 每个全节点依据综合标准对每个交易进行独立验证；p 通过完成工作量证明算法的验算，挖矿节点将交易记录独立打包进新区块；p 每个节点独立的对新区块进行校验并组装进区块链；p 每个节点对区块链进行独立选择，在工作量证明机制下选择累计工作量最大的区块链。计算出区块（block）的矿工将挖矿期间产生的所有交易添加到区块中即是对这些交易的确认二、二、Bitcoin:Under the

9、Hood 在这其中有两个值得注意的地方:第一，在产生区块的时候会出现两个或多个节点计算出区块，这称之为分叉（fork），中间节点在确认这些区块的时候会选择链最长的区块，而其他的区块（称之为stale block）直接被丢弃。第二，这其中存在一个激励机制，矿工在挖矿产生区块会得到bitcoin的奖励，以促进矿工不断的去挖矿产生新的区块。但是激励的bitcoin的数量由最开始的50个bitcoins以每四年减一半的速度递减，矿工的收益的另一部分来自于每笔交易产生的手续费，到2140年无币可奖励的时候，矿工的奖励将全部来自于交易的手续费。二、二、Bitcoin:Under the Hood 3、通信

10、网络通信网络（Peer-to-peer communication network）新的区块以及等待确认的交易通过洪泛法的方式广播到全网中。由于共识机制需要全局的节点达成共识，因此需要矿工广播其产生的block，其他节点能迅速确认。而网络的性能和稳定性将对共识协议产生重要影响，原因有二：（1）从一个区块产生到被其他所有节点所接受的时间段内，任何网络延迟都会增加分叉的概率（分叉的概率越高，stale blocks的数量越多），这些不一致的状态会降低main chain的增长，增加网络中的敌手攻击的优势，例如double-spending attack；还会导致额外的带宽开销。（2）矿工可能发起s

11、elfish mining attacks以达到在区块链中增加与自己相关的mining share，这种攻击是通过选择性的保留挖出来的区块，逐步发布。当攻击者控制超过51%的矿工时，他们将可以使自己计算的区块被确认，从而控制整个系统的交易。三、三、从技术进步的角度看，比特币的出现，契合互联网的精神：免费、自治与反权威，以更加直接的方式满足人类的根本需求。互联网使我们过去认为理所应当的东西依次被打破，给了我们重新审视传统行业的机会。2016年，区块链成为学术界的研究热点，其无可信第三方的特性吸引了广泛的关注，而区块链技术诞生于中本聪（Satoshi Nakamoto日裔美国人）的bitcoinLOGO