BTC系统维护的数据结构
BTC的全节点会要维护一个UTXO（没被花掉的交易的输出的集合）的数据结构，作用是快速检测双花攻击（是否一个BTC被花两次）
矿工的两个激励
矿工挖出区块了，除了出块奖励，还有第二个激励机制：交易费，就是在写下一个区块的时候可以把其他的交易信息写上，并从中抽取一部分手续费。当然目前而言，矿工主要的收益还是出块奖励的BTC。
为啥会有交易费呢，因为写入下一个区块是要消耗资源的。例如带宽这种，有的矿工可能选择不打包你的交易信息，所以需要奖励矿工一部分交易的BTC，那么即使这个矿工不打包，下一个挖出区块的矿工也会选择打包（钱不赚白不赚）
一个区块的信息
BTC会通过调节难度，来让出块时间保持在10分钟左右，所以你出块的概率是你在全网算力所占的比例。所以当有矿工退出挖矿之后，你会更容易挖到BTC。
正是由于出块时间稳定在10分钟，那么21万个区块大概四年挖完，也就是每四年币的奖励衰减一半。
到后期当出块奖励很少的时候，可能矿工的主要收益就是手续费了（挖矿是可以一直持续下去的）。当然会有部分矿工退出市场，那么在场的矿工算力比例会提高，等于提高了收益。
由于现在挖矿竞争很大，所以难度已经调的很高，Nonce的搜索空间只有4字节已经不能满足需求，需要修改coinbase 从而修改了merkle root，取一部分值作为随机值来扩大搜索空间。
挖矿的概率分析
需要无记忆性（memoryless），就像掷硬币，他正面朝上的结果是与上一次无关的，在BTC系统中是也是同样，每次尝试nonce成功的概率很小，尝试次数很多。在这里就是如果10分钟还没挖出区块，那么后面也还是要平均10分钟才能挖出（和前面挖没挖出无关，并不是已经过去5分钟了，那么后面五分钟一定会出一个）。
如果虚拟货币设计的挖矿有记忆性，也就是前面试的越多，后面挖到的可能性越大，这样的话，算力强的矿工会有不成比例的优势。比如两个矿工，A的算力是B的10倍，在无记忆性的系统中挖矿，A的概率就是B的10倍，显然在有记忆性的系统中就会大于10倍。
正是因为这种无记忆性，才能保证挖矿的公平。
上面是BTC总量，虽然挖矿过程除了比拼算力之外没有其他现实意义（并不是求解某个数学难题），但是对于维护BTC系统来说是至关重要的（不挖就没人记账了，交易也无法完成），只要大部分算力是在诚实的人手中，那么整个系统的安全性就有了保证。
对安全性分析
如果有恶意的节点想发布一个非法交易，那么他需要在获得记账权的时候，才能发布这个非法交易，但是善良的节点不接受这个区块的话（除非恶意节点的算力超过51%），基本是不会出现在最长合法链上，会导致这个节点所获得的的出块奖励作废（代价挺大的）。
有一种攻击方式是selfish mining
就是当他挖到区块但是不公布出来，而是接着这个区块挖，在别人挖出一个区块的时候，他广播出两个区块，这样别人挖出来的区块就作废了，减少了竞争。当然这是理想情况，风险就是，你还没有公布出来你挖出来的一串区块链时，另一个分叉上的区块已经超过了你手上的区块，变成了最长合法链，那么你的所有算力都浪费了，不会拿到出块奖励的BTC（这就是恶意矿工，只要大部分的算力在诚实的矿工手上，这种分叉攻击是很难成功的）。
那么，还有一个问题，在BTC交易确认是一般要等待后面6个区块的产生，才会写入区块链，也是为了防止分叉攻击，因为当A和B交易BTC，A转完这个BTC后，接着上一个区块的后面插入一个新的区块，形成分叉，在这个新区块中A把BTC转给自己，如果后面这一条链成为最长合法链，那么B手上的BTC就会回滚到A，财币两空。防范这种攻击就是等6个区块的确认，再写入基本保证写入的就是最长合法链。
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