去中心化账本（区块链）

  • 比特币网络是一个由全球节点共同维护的公开账本（区块链），记录所有交易。
  • 交易通过数字签名验证，确保只有资产所有者能使用比特币。

挖矿（Mining）——比特币的生成方式

  • 工作量证明（PoW）：矿工通过解决复杂的数学难题（哈希计算）竞争打包交易区块，成功者将区块添加到区块链，并获得比特币奖励。
  • 哈希算法（SHA-256）：矿工需找到一个符合条件的随机数（Nonce），使得区块头的哈希值小于目标值，这一过程需要大量算力，确保安全性。
  • 动态难度调整：网络每2016个区块（约两周）调整一次计算难度，维持平均10分钟出一个区块的速度。

比特币如何产生

比特币的发行规则

  • 固定总量：比特币总量上限为2100万枚，通过区块奖励逐步释放。
  • 减半机制：每21万个区块（约4年），区块奖励减半，初始奖励为50 BTC，现已经历三次减半（2020年后为6.25 BTC，2024年减半至3.125 BTC）。
  • 2140年挖完：按此规则，最后一枚比特币将在约2140年挖出。

激励与安全性

  • 矿工激励：矿工通过区块奖励（新比特币）和交易手续费获得收益，维护网络运行。
  • 51%攻击防御：恶意节点需掌控全网51%以上算力才能篡改交易，成本极高。

关键技术创新

  • UTXO模型：比特币使用“未花费交易输出”跟踪余额，而非账户模型。
  • 时间戳与链式结构：每个区块包含前一个区块的哈希值，形成不可篡改的链条。

为什么需要挖矿？

  • 去中心化信任：PoW机制无需第三方，通过算力竞争实现共识。
  • 抗通胀设计：固定发行量和减半机制模拟了黄金的稀缺性。