一、比特币起源

2008年11月1日，一个代号中本聪（Satoshi Nakamoto）的神秘者，首次在《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文中提到比特币，比特币是“完全通过点对点技术实现的电子现金系统，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的金融机构”。

怎么理解呢？中本聪认为目前互联网上的贸易，几乎都需要借助金融机构作为可资信赖的第三方来处理电子支付信息。而这类系统仍然内生性地受制于“基于信用的模式”的弱点。比如我们现在转账都要通过银行、支付宝、微信等，你需要一系列的注册验证登录，还要确保对方同样开通了业务。那能不依靠银行等金融中介就能直接实现价值转移呢？从问题延伸开来的去中心化、价值直接转移，便成为比特币底层技术区块链的核心特性。

为什么要创建比特币呢？中本聪指出：我们非常需要这样一种电子支付系统，它基于密码学原理而不是基于信用。可以这样说，困扰交易行为许久的信用难题，不再依靠个人或机构的道德、信用，而直接用技术（密码学）就能实现人和人之间流畅的交易。

二、比特币的交易原理

1.数字签名保证交易正确

比特币白皮书中说到，“我们定义，一枚电子货币是这样的一串数字签名：每一位所有者通过对前一次交易和下一位拥有者的公钥签署一个随机散列的数字签名，并将这个签名附加在这枚电子货币的末尾，电子货币就发送给了下一位所有者。而收款人通过对签名进行检验，就能够验证该链条的所有者。”

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是不是看着有点懵，首先我们来科普一下基本知识，什么是非对称加密算法？

非对称是指需要两个密钥：公开密钥（public key）和私有密钥（private key）。公开密钥与私有密钥是一对，公钥可以公布出去让所有人都知道，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

比特币系统采用不对称加密算法对交易记录进行加密，如何理解呢，举个例子：

村里的张三向李四买了一头猪，需要付给李四一个比特币。张三在创建交易记录的时候通过自己的私钥对这条记录进行了签名（随机数列：一串HASH数据），同时又在交易末尾公布了自己的公钥（所有者0的公钥），同时张三用李四的公钥（所有者1的公钥）对交易进行加密，只有用李四的私钥才能解开，那么李四就拥有了这条交易记录，因为只有李四有李四的私钥。同时，李四通过对张三的公钥进行计算，如果得到的值和签名一样，那就能确定这是张三用自己的私钥创建的数据。

2.公开确认防止双重支付

那么，非对称加密技术保证了交易双方支付的可靠性后，如何防止双重支付（双花问题）呢？比如张三创建了“张三花了1比特币买了李四的一头猪”后，他还想用这枚币怎么办？

在这里，我们要补充一个知识点：
白皮书中说到“一枚电子货币（an electronic coin）是这样的一串数字签名”，这可能让你觉得电子货币是个具体数字，其实不然，它是一条加密的记录（数据），也就是说你拥有的交易记录才是你的数字资产。因此比特币的双花问题是指会不会有两条完全一样的交易记录在区块中传播以及被确认。

在中心化货币的世界里，能够通过权威第三方确认支付者是否有足够的支付数量，并记录了整个交易系统的交易，也包括了交易顺序，从而防止重复支付。

但是区块链的核心就是去中心化，自然不能引入第三方机构。想象一下，以前在村子里什么事都是村长主持公道，大到婚丧嫁娶，小至家长里短；那么有天村长离村出走了，村里的事怎么办呢？那这时就要发挥群众的力量了，比如张三向李四买了一头独一无二的天蓬猪，就广播给全村人，全村人知道了，张三买了李四的天蓬猪。但如果过两天，李四又广播说张三买了自己的天蓬猪怎么办。这时村里人会想了，明明只有一头天蓬猪，前两天你都卖给张三了，现在这笔肯定是假的。可见“如果想要在电子系统中排除第三方中介机构，那么交易信息就应当被公开宣布（publicly announced），我们需要整个系统内的所有参与者，都有唯一公认的历史交易序列。收款人需要确保在交易期间绝大多数的节点都认同该交易是首次出现。”