比特币区块链是比特币BTC和区块链技术的结合。一个或一组人，被称为中本聪（Satoshi Nakamoto），在2008年创建了比特币协议，目的是在中央实体失败的世界中去中心化货币的控制。一篇名为《比特币白皮书》的出版物概述了一套计算规则，确定了一种新型分布式数据库：区块链。该网络于2009年1月启动。

最著名的加密货币比特币，正是为区块链技术而创建的。就像美元一样，加密货币是一种数字交换手段，使用加密技术来监督货币单位的建立和验证金融交易。

比特币区块链指的是存储在“区块”中的数据，然后这些数据被链接在一起形成一个永久的“链”。一个区块是特定时间段内比特币交易的集合。一堆区块堆积在一起，每个新区块都依赖于之前的区块。因此，形成了一个区块链，这就是“区块链”一词的由来。

每次添加新区块时，都会使之前的区块不可修改。这确保了每个区块随着时间的推移变得更加安全，这也是比特币技术如何改变银行和金融交易方式的一个例子。

然而，比特币区块链远不止是加密货币：它是大多数加密货币（包括比特币）所建立的技术。比特币区块链的独特之处在于它确保所有交易都是准确的。区块链中的每个动作都被记录下来，网络中没有任何遗漏。一旦一个动作被记录并存储在一个信息块中，它就会被时间戳记并得到保护，整个记录对系统中的任何人都可用。

比特币区块链也是去中心化的，意味着它不是存储在一台主计算机上，也不是由一家公司控制。它分布在网络中的许多计算机上。

在比特币区块链中，有一种称为哈希的代码。每个区块链中的哈希都是独一无二的。哈希使得每个网络用户都能识别每个区块，并指导他们沿着链移动，因为每个区块都有自己的哈希和前一个区块的哈希。

鉴于此，区块链的关键部分包括记录、区块、哈希和链。区块记录和交易记录是区块链中的两种记录类型。一个区块包含尚未记录在任何先前区块中的最新比特币交易。交易记录包括被记录、批准和在所有节点上秒级结算的资产、价格和所有权数据。

本质上，哈希是在区块链网络中将任何长度的输入数据转换后生成的固定长度字符串，一个区块类似于账本或记录册中的一页，而链指的是网络中链接在一起的区块。

比特币区块链的简短故事

区块链技术的概念最早由斯图尔特·哈伯（Stuart Haber）和W.斯科特·斯托内塔（W. Scott Stornetta）在1991年的论文《如何时间戳数字文档》中提出。在这篇论文中，他们解释了使用连续的时间戳链来安全记录信息的用途。

比特币主要是为了促进比特币加密货币的交换而创建的。然而，早期采用者和发明者很快发现它具有更大的潜力。鉴于此，他们设计了比特币的区块链来存储不仅仅是代币运动的数据。

比特币技术使用点对点（P2P）交易，使其能够在没有银行或第三方管理每笔金融运动的情况下运作。它允许在线支付直接从一方发送到另一方，而无需通过任何金融机构。

点对点意味着网络中的计算机彼此平等，没有“特殊”的节点，所有节点都共同承担提供网络服务的负担。它由运行协议的数千个比特币节点组成。该协议负责建立和保护区块链。

形成点对点网络是可能的，因为用户的数据与他们正在互动的人或实体有关，他们负责保持分布式网络的运行。然后将有关个人或实体的信息从他们的比特币钱包传递到他们的位置和IP地址，这代表了点对点比特币互动。

要使比特币区块链工作需要什么？

比特币代表了一种数字、无需信任的货币形式，以及去中心化金融服务的运动。在比特币之前，需要一个可信的第三方来保持账本——记录公司或个人财务数据的记录系统——来记录谁拥有多少。每个人都有比特币网络的账本副本，因此不需要第三方。

每笔比特币交易都发生在比特币区块链网络中，这是比特币挖矿和哈希能力产生的数字空间。哈希能力是你的计算机或硬件执行和解决各种哈希算法所需的处理能力。这些算法用于创建新的加密货币，并允许它们相互交易。这个过程被称为挖矿。

通常，比特币所有者通过加密货币交易所购买他们的加密货币供应，这是一个促进比特币和其他加密货币交易的平台。去中心化账本就是区块链网络。后者表明比特币是一段软件，一组参与者执行不同任务的过程。

区块链是分布式计算机系统网络中重复交易的数字账本。链上的每个区块包含多个交易，每当区块链上发生新交易时，该交易的记录就会添加到每个参与者的账本中。

这个分布式数据库由多个参与者使用一种称为分布式账本技术（DLT）的技术管理。区块链是一种DLT类型，其中交易使用一种不可变的加密签名记录，称为哈希。然后将交易组织成区块。每个新区块包括前一个区块的哈希，有效地将它们链接在一起，这就是分布式账本通常被称为区块链的原因。

区块链作为一个账本工作，跟踪每笔比特币交易，并且是自验证的，这意味着整个网络的节点——参与网络的不同计算机——将不断检查和保护每笔移动。这里就是“矿工”进入游戏的地方：他们的计算机完成了维护链的繁重工作，因此，作为奖励获得比特币。这些规则，集体上，就是比特币协议。

比特币矿工指的是高功率计算机解决复杂数学问题以铸造硬币。矿工是网络专用的机器，它们验证所有交易并阻止任何恶意行为者。比特币矿工尽可能多地将交易编译到一个区块中，然后验证区块并使用数学方法将其添加到之前的区块链中。为了向网络提供他们的计算能力，矿工以新铸造的比特币的形式获得报酬。

比特币区块链如何工作？

区块链是一种数据库，是存储在计算机系统上的信息集合。数据库中通常以表格格式存储数据或信息，这使得搜索和过滤信息更容易。数据库被设计成可以存储大量信息，可以轻松快速地被许多用户随时访问、过滤和编辑。

为了做到这一点，庞大的数据库在服务器上存储数据，这些服务器由强大的计算机组成。这些服务器可以由数百台计算机构建而成。为什么？为了拥有所需的计算存储和能力，以便许多用户可以同时访问数据库。这就是数据库与数据库的不同之处，比如云存储驱动器。

这里是如何将区块链与数据库区分开来的。第一个区别在于数据的结构。数据库将数据结构化为表格，而区块链则将信息收集到称为区块的组中，这些区块包含数据集。每个区块都有特定的存储容量，当它被填满时，就会被链接到之前的填满的区块，形成数据链，这就是为什么它被称为区块链：数百万个填满数据的区块被链接在一起。

这个系统意味着每个区块链都是一个更复杂的数据库，因为它在实施去中心化系统时创建了一个不可逆的数据链。当一个区块被填满时，它就不可更改，并成为时间线的一部分，因此链上的每个区块都有一个确切的时间戳，当它被添加到链中时。

因此，区块链的目标是允许数字信息被记录和分发，但不能被编辑。这就是为什么它不是数据库本身；一旦填满并链接，就没人能改变它。随着比特币技术的出现，区块链有了它的第一个实际应用。

降低风险

使用区块链网络有很多优势。首先，链的准确性。区块链中的一部分交易必须得到成千上万台计算机的批准。这消除了人类在验证中的参与，这意味着人为错误更少，信息记录也更准确。

但是，如果网络中的一台计算机计算出错怎么办？错误只会出现在区块链的一个副本中。为了让错误传播，至少需要51%的网络出现相同的错误，这非常不可能。

另一个优势是区块链消除了第三方验证者的需要。比特币网络的任何成员都可以随时检查和验证区块链。

区块链数据是去中心化的，这意味着它不是存储在中央位置，而是被复制并散布在庞大的计算机网络中。这使得很难有人篡改数据，因为一个攻击者，例如，需要访问所有网络才能完全破坏它。

最后，区块链的一个重要部分是，尽管任何拥有互联网连接的人都可以看到网络交易历史的列表并访问有关交易的详细信息，但没有人可以访问进行这些交易的用户的识别信息。此外，每次交易被记录时，都会被网络验证，这意味着组成它的数千台计算机确认购买的详细信息是否正确。

区块链与银行

区块链的工作方式与传统银行非常不同，因为它100%去中心化，并依赖于成千上万台计算机来验证其交易。这意味着它全年无休，每天24小时运行。比特币区块链最大的优势是其透明度，因为区块链充当了比特币网络中每笔交易的公共账本。

其他区别是交易的速度，最少15分钟，最多超过一个小时，这取决于网络的拥堵情况。而信用卡支付和支票存款可能需要24到72小时。

比特币区块链的费用是可变的，通常在0到50美元之间。虽然费用与转移的金额无关，但它是由当时的网络状况和交易数据大小决定的。因为比特币区块链上的一个区块只能容纳一兆字节（MB）的数据，所以单个区块中包含的交易数量是有限的。

另一个区别在于进行交易的方式。虽然区块链允许任何有互联网连接的人进行转账，但银行需要你拥有账户、手机或计算机。

所有这些区别使区块链技术成为传统金融和银行业的一个伟大颠覆者。它们是防篡改的、去中心化的、不可改变的链条，不仅降低了成本，还创造了一个透明的网络，在这个网络中，用户可以感到有权力和安全。

区块链的局限性

尽管区块链带来了许多好处，但像一切事物一样，它也有其缺点。首先，当网络上有太多用户时，区块链可能会变慢。它也更难扩展，因为它的工作共识方法。

另一个限制是，区块链内的数据是不可变的，一旦之前的区块被写入，你就不能回去修改它。有些人可能会将其视为一种模仿，需要自我维护，这意味着用户必须维护自己的钱包，否则他们可能会失去访问权限。

一个很大的限制是区块链技术仍然不成熟。它也不提供与其他区块链和其他金融系统的互操作性，并且很难集成到遗留系统中。

技术进步

闪电网络

闪电网络（LN）允许参与者在没有任何费用的情况下使用他们的数字钱包在彼此之间转移BTC。在比特币网络上添加了一个第二层，以启用区块链之外的参与者之间的交易，这被称为链下交易。第二层增加了吞吐量，而不会损害原始区块链的去中心化或安全特性。

闪电网络在分布式数据库中创建了两个用户之间的支付通道，以便他们可以相互交易，而无需其他用户接收他们的信息，定义了链下交易。

它被认为是加密货币世界中的一个游戏规则改变者，因为它旨在加快交易处理速度并降低比特币区块链的相关成本。它于2015年构思，并正在进一步开发和激活。

然而，研究人员警告说，随着闪电网络的增长，它将成为攻击者更吸引人的目标。如果用户不小心，比特币可能会在正在发展的支付网络中被盗，未来确保资产安全可能会很困难。

根据耶路撒冷希伯来大学的专家，目前锁定在闪电网络支付通道中的比特币，大约有900万美元的比特币，可能会被攻击者掠夺。虽然这个缺陷可能很严重，但研究人员乐观地认为，从长远来看它是可以修复的。

隔离见证

隔离见证，或称SegWit，指的是比特币在区块链中维护交易数据的方式变化。隔离意味着分离，见证是指交易签名。它被创建来更新数据在比特币区块链上的存储方式。这允许网络在单个区块中容纳更多的交易，提高交易吞吐量。SegWit在2017年8月在比特币上激活，2015年发布了更新的代码。

SegWit通过从比特币交易中移除签名数据来增加区块链的区块大小限制。当交易的部分被移除时，空间得到释放，因此也有能力将更多的交易添加到链中。

SegWit不仅提高了比特币的交易处理速度，还解决了协议中的一个弱点，该弱点允许节点在网络中篡改交易可变性问题（TXIDs）。通过从区块的输入字段中移除所谓的“签名数据”或“见证数据”，Segwit增加了可以放入区块的交易数量，并修复了交易可变性缺陷。

在比特币网络上，SegWit更新作为软分叉在2017年8月引入。软分叉是一种向后兼容的更新，允许升级的节点与未升级的节点通信。软分叉通常包括一个不与现有规则冲突的新规则。然而，由于运行节点的成本很高（特别是在发展中国家），升级在2017年11月8日被搁置。

Taproot

比特币核心开发者格雷格·马克斯韦尔（Greg Maxwell）在2018年1月提出了Taproot改进提案。三年后的2021年6月12日，矿工支持信号的90%标准达成。这意味着在两周的时间内，2016个矿出的区块中有1815个包含矿工留下的编码数据，以表明他们支持升级。

Taproot是一种软分叉，它改进了比特币的脚本，以增强网络上的隐私和提高匿名性。当用户不使用Taproot时，任何人都可以检测到交易。当使用Taproot时，他们可以“隐藏”他们的交易。Taproot甚至可以隐藏比特币脚本运行的事实。截至2020年10月，Taproot已与比特币核心库合并。

网络上最重要的变化之一是用Schnorr签名取代了比特币当前的椭圆曲线数字签名技术（ECDSA）。ECDSA技术从随机生成的私钥生成公钥，这使得从比特币地址或公钥确定私钥变得不可能。此外，Schnorr签名将通过使交易更快、更小来释放比特币网络上的空间和带宽。

通过允许离散对数合约（DLCs），Schnorr签名可以帮助简化比特币区块链上的复杂智能合约。DLCs是向比特币添加智能合约实现的提议，允许建立简单、安全且易于使用的区块链预言机。

它还可以帮助扩展第二层支付渠道，如闪电网络，这允许在比特币网络上进行即时交易。

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