前面两篇文章白皮哥已经为大家梳理了：
比特币网络的基本组成：比特币？看这篇就够了！（上）：节点即细胞
比特币相关算法：比特币？看这篇就够了！（中）：算法即魔法
其实前两篇文章偏重于碎片化的知识，很多朋友读完之后感觉上基本理解了，哦，是这么回事，但是然后呢？矿工、钱包、全节点客户端是怎样在比特币系统中发挥作用的？椭圆曲线算法、哈希函数在比特币运行过程中到底是怎样发挥作用的？
下面，白皮哥就用几个故事来串联这些知识，为大家进一步讲述比特币是怎样运转的。（看到陌生的概念可以去上篇和中篇查找）
1. 进入网络（以核心客户端为例，其他类型节点类似）
A听说比特币挖矿很来钱，就买了一台笔记本准备挖矿，又从 https://bitcoin.org/zh_CN/download 下载了比特币核心客户端准备挖矿。还记得这张图吗？
比特币核心客户端
他按照说明启动了比特币核心程序，此时，A的笔记本就进入了比特币网络，成为了一个节点。此时，节点A开始在网络里寻找另一个比特币节点（通过网络路由），很快，它找到一个节点B，并且比特币核心的版本是兼容的。A就让这个在网络里比它资深的B给它介绍自己相连的节点地址。这样，通过一层层引荐，A就认识了很多节点，当A有消息需要广播的时候，它就会告诉认识的节点们。但A也不是那么喜新厌旧，它会记住第一个连接的节点B，当A重启之后，会直接去找B，这样就可以完成网络关系的获取。
因为比特币网络里的节点随时会退出，网络里的每一个节点都必须接受这个事实，因此没有消息广播的时候，A也会定时给其他节点发信，如果某个节点90分钟都没有反应，A就会认为它挂了，再去寻找新的节点以保持连接的节点数量。当然，网络里随时也会有新人来，A也会向找到它的新节点介绍它自己的通讯录，帮助新节点启动。
这样，比特币网络中的节点同时连接到多个节点，构成了一个网状结构，任何节点的退出和进入都不会影响整个比特币网络的稳定，它的意义请看这篇文章：区块链是劳动人民对银行家的宣战。
找到朋友们之后，A作为一个比特币核心客户端，属于全节点客户端的一种，需要构建一份完整的区块链，但之前从网上下的客户端软件里只有第一个区块（创世区块），因此A需要同步链上后面所有的区块。其实在任何两个节点见面时，他们都会互相比较自己的区块链长度（区块高度）。
既然A只有一个区块，肯定是不如网络里的这些老资格们的，所以B会把它前500个区块的哈希发给A，A验证（区块结构请见下面）后将向它所有的连接节点请求区块内容，一个区块一个区块地构建整个区块链，一直到追上最新的区块为止。当区块链构建完成，A就是一个真正的全节点客户端了，当然，如果A下线过，当它再上线的时候它还是要再像前面讲的一样“补一次课”。
2. 付款
C前几天从矿工E那买了1个比特币，她突然发现楼下咖啡馆接受比特币支付了，所以她准备去试试。C来到咖啡馆，通过手机里的比特币钱包支付了0.005个比特币，交易里咖啡馆的账户是D。C手机和D的收款电脑里的比特币钱包一般是SPV钱包，因为大多数人不会本地保存一份几百G的完整区块链。在付款时，C新建并签名了一条交易，然后向比特币网络广播：
交易2
而图中交易1则是区块链上C从矿工E那买比特币这笔交易：
交易1
其中C的签名证明了这笔交易是交易1的第一个输出的所有者（C）发出的，其他人无法冒充，细节请见中篇：比特币？看这篇就够了！（中）：算法即魔法
3. 挖矿
A加入比特币网络后终于完成了区块链的同步，假设目前总共有1001个区块，其中上面的交易1就在第999个区块里，现在A开始挖矿，它收到了上面C向网络里发的买咖啡的交易，验证：
交易1的第一个输出是交易2的输入（C），
交易1输出（1个）大于交易2的输出（0.005+0.994），
锁定脚本可被交易2解锁，因此它是有效交易，加入待打包的交易池。注意交易2的输出（0.005+0.994）小于其输入（1），这个差值就是手续费，手续费越高矿工会越早把这笔交易从待打包的池子提出来打包。
这时第1002个区块的争夺刚刚结束，A没有成功，因此，它接受了网络同步过来的第1002个区块，开始自己打包1003区块：其中第一个交易是coinbase交易，输入为空，输出为自己，数量是12.5个：
coinbase交易
这是对矿工的奖励。然后A又打包了4000个交易（不能无限打包，区块大小要小于1M），其中就有上面的交易2。这些交易中的手续费都归A所有。然后，A需要为这些打包好的交易加一个区块头，形成一个完整区块：
区块结构
（绿色为区块头，蓝色为区块内容）
区块头中包括链上前一个区块头的Hash、打包时间、挖矿难度（用于控制多久挖出一个区块）、Nonce值（矿工自主变换，以使区块头Hash值小于难度设置的Hash值）、Merkle根（用于快速验证某个交易，比如前面的交易1是否在区块中）。细节同样请见中篇：比特币？看这篇就够了！（中）：算法即魔法
总之，假设目前系统挖矿难度是要求区块头的Hash值前6位要是0。A不断修改区块头的nonce值，计算每个区块头的Hash，最终算出了区块头的Hash值为0000002a7bb274121cbd…. 符合了难度要求，这时A还没有收到广播来的区块（如果收到了则挖矿失败，放弃，重新打包1004区块），因此它赶快把这个包含有交易2区块广播到比特币网络中。
比特币网络中的其他矿工节点（比如B），收到了A发来的1003区块，验算（Hash算法只能遍历，但是知道输入易于验算输出是否正确）发现确实区块头的Hash符合难度要求，就把1003区块加入自己的区块链，放弃他们自己的打包，重新打包开挖1004区块。并把A的1003区块广播给其他节点。
4. 验证
咖啡馆D的钱包应用是一个SPV钱包，它电脑上没有完整区块链，对于比特币网络中其他人的交易也不感兴趣，它只想知道和自己账户D有关的输入输出。当C付款0.005个比特币给D（交易2）之后，经过A的挖矿，交易2已经上了区块链。D就会收到比特币网络的一条Merkleblock消息，包含交易2所在区块（1003区块）的区块头和一条连接交易2和区块头中Merkle根的Merkle路径。此外D还会收到交易2的信息。这时候，咖啡馆D就可以根据交易2沿着Merkle路径去寻找Merkle根，如果算出的Merkle根和Merkleblock消息中的根一致，说明交易2在区块1003里。然后，因为1003区块头中有上一个区块的Hash值，D很容易就可以向比特币网络求证1003区块是不是已经在链上了。所以，验证的过程证明了：交易2在区块1003上，区块1003在区块链上，这时咖啡馆D就可以认为交易2生效，0.005个比特币到账，可以给C咖啡了。
5. 小问题
上面的一切非常完美，但是有一个小问题。矿工A打包好区块1003（如下图正三角）向B和其他人发的时候，万一千里之外的另一个矿工F也同时挖出了一个区块1003（如下图倒三角）向网络广播怎么办（虽然概率不大）？现实中网络传输是有延迟的：
同时挖出
这时候A和F分别告诉他们的邻居们他们的新块，而他们的邻居也都认可加入了链。这时全网就分成了两个阵营，三角派和倒三角派，这种情况就叫分叉：
分叉
当某个阵营的节点收到对面节点的新块时，他们不会丢弃，而是默默存下来。但还是以原有的为准。等下一个区块1004被挖出来时：
新区块
因为挖出1004块的人是三角派，所以当这个1004块传递到倒三角派时，倒三角派会因为有这个绿色的菱形的链更长而叛变到三角派的链。当菱形传播到全网，则全网的认识就又统一了：
分叉结束
这就解决了同时挖出不一样区块的问题，也就是解决了一笔钱花两次（类似你和你爸同时在两个ATM机取钱）的问题。那爱抬杠的你就要说了，如果第二个区块（区块1004）也是同时挖出来两个不一样的怎么办？当然是等区块1005了。实际上，1个区块的分叉几乎每天都发生，2个区块的分叉好几周才发生一次，目前最多的一次分叉为5个区块的分叉：2015年7月4日，因为区块版本升级（2至3），导致倒三角派（版本2）不接受三角派（版本3）的新块，一定要等自己派系的新块挖出才接受，这样就形成了5区块分叉。最终通过代码升级解决了上面的问题才消灭了分叉。
分叉会造成交易回退的问题，比如假设C买咖啡的交易2是被矿工F挖出的，且存在于倒三角那个区块里，但是倒三角的区块最终因为分叉被抛弃了，这时候D看到钱到账就给了咖啡，过了一段时间分叉消失钱就又没了。所以一般来说，钱包应用会等待倒三角区块上面新增6-8个区块之后再确认到账，因为有6-8个区块是基于倒三角区块时，基本已经不存在回退的可能了（如果存在回退，对比特币系统将会是一个大事件）。
好了，大家搞清楚区块链的运作流程了吗？本篇着重介绍了实现交易这一部分，可以看到比特币的优越性在于，每一笔交易都是互相链接的，如果我要花一笔钱（在交易中添加“输入”），我必须要提供一笔交易的“输出”，且证明这笔交易的输出是给我的。而交易也就是所谓的“帐”。而比特币中也没有“余额”的概念，大家在比特币钱包中看到的所谓的钱包余额，其实是钱包筛选出交易“输出”为本钱包地址的交易，其中没有被列为任何交易输入的（没有被花过的）就称为UTXO（unspent transaction outputs），未花费输出，他们的和就是余额。
不同于目前的银行系统，区块链系统把“账”和“资金”合二为一了，不存在记账、清算、结算的过程，也不存在账不平，因为这本账绝对可靠，账户上的钱就应该根据账上的交易来计算。
「 因此，区块链上的每一笔记录就是价值，每一笔交易就是资产。」
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