比特币生成机理分析.doc

比特币生成机理分析.doc比特币的生成机理分析
摘 要：与传统的电子货币相比，比特币具有去中心化、匿名化、存量有限、代码开放、可追溯、不可逆等特点。在阐释散列、工作量证明、密钥、交易、区块、挖矿等基本概念的基础上，分析比特币的生成机理。比特币每个账户的余额都可以通过对主区块链进行计算得到，因而不需要单独记录。因此，比特币账户安全管理的关键就是用户私钥的管理。
关键词：比特币；生成机理；工作量证明；主区块链
中图分类号： F820 文献标志码： A 文章编号：1673-291X
2018）18-0071-01
比特币（ Bitcoin ）是一种用户自治的、全球通用的加密
电子货币， 2008 年由中本聪（ Satoshi Nakamoto）提出，其
建构基础是 P2P 网络。与传统的电子货币相比，比特币具有
去中心化、匿名化、存量有限、代码开放、可追溯性、不可
逆性等特点。
一、几个重要的基本概念
（ Hash）。散列函数的功能是将任意长度的不同信
息转化为长度相等但内容不同的二进制数列（由
0和1组
成）。以比特币采用的 SHA256 为例，任意长度的信息输入
通过这个函数都可以转换成一组长度为 256 个二进制数字，
以便统一地存储和识别。 256 个 0 或 1 最多可组合成 2 的 256
次方个不同的数，输入信息的任何微小变动都将会导致输出
数字的巨大变化，同时也不能由输出数字逆向推出输入信
息。这样，就确保了输入信息与输出数字的一一对应。
（Proof Of Work ）。工作量证明就是对挖矿
者的工作进行确认，防止其他服务滥用。对于比特币而言，
挖矿就是要求挖矿者通过一定量的运算，使用随机数进行工
作量证明。比特币系统中使用的工作量证明函数就是
SHA256 ，SHA 是安全散列算法（ Secure Hash Algorithm ）的
缩写，是一个密码散列函数家族。
。在信息传递过程中，发送方的信息是通过密钥
来加密的。密钥分为公钥和私钥，公钥需要向其他人公开，
私钥则由自己保存。在传递信息过程中，公钥和私钥配合使
用，既可以验证发信息方的身份，又可以确保发信人对自己
所发出的信息不能抵赖，发送方将信息传给接收方以后，接
收方通过配对的另外一把密钥解密信息，这样保证了信息传
递的安全和私密。
（ Block ）。为了便于统计全球比特币的交易情况，
系统创造了区块这一概念。每个区块包含以下三要素： （ 1）
本区块的 ID （散列）；（2）若干交易单； （3）前一个区块的
ID （散列）。比特币系统大约每 10 分钟创建一个区块，全球
范围内的所有交易都包含在这个区块内。因此，比特币的交
易主要靠主区块链来呈现。比特币所有的交易都记录在主区
块链上，以每 10 分钟增长 1 个节点的速度扩展。而