什么是比特币？

比特币是一种去中心化的数字支付系统和货币。它由一个化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）的人或团队创建，他们在一个论坛上发布了一篇白皮书，首次介绍了这一概念。

比特币的运作不依赖于传统金融体系或政府机构，也不需要金融机构的参与。它可以作为法定货币的替代品使用，也可以作为一种投资工具，通过加密货币交易所购买。

比特币通过点对点的方式在一个数字网络上传输，该网络记录并保护所有交易。这一网络使用“区块链”技术——一种开源程序，通过将交易历史链接起来，防止篡改和欺诈。

对于投资者而言，比特币的盈利方式主要依赖于升值，即其市场价格的上涨。比特币网络背后运作机制复杂多样，下面我们将进一步深入了解这个数字现象，帮助你建立更全面的认识。

要点总结

• 区块链是一种安全的分布式账本，是一个由多个用户共同维护并可进行修改的数据库。

• 挖矿是验证交易的过程，参与挖矿的矿工通过完成这一过程获得比特币作为奖励。

• 你通过钱包和私钥访问你的比特币，私钥是控制和转移比特币的唯一凭证。

• 比特币用户需支付交易手续费（以比特币计）给矿工，用于交易的处理和确认。

• 比特币的弱点主要存在于私钥存储方式和用户界面设计上——而其区块链本身据称从未被攻破。

比特币区块链

比特币区块链是一种通过加密保护并由网络中节点共同验证的交易数据库，其运作方式如下：

区块链并不存储在某一个集中位置，而是分布式地存储在网络中的多个计算机和系统上。这些系统被称为节点（nodes）。每一个节点都保存着区块链的完整副本，每当区块链发生验证通过的变更时，这些副本都会被同步更新。

区块链由多个文件（称为区块，blocks）组成，每个区块存储了与交易相关的数据、前一个区块的信息、地址信息以及用于执行交易和运行区块链的代码。因此，要理解区块链的原理，首先要理解什么是“区块”。

区块（Blocks）

当比特币区块链中的一个区块被打开时，系统会生成该区块的哈希值（Block Hash），这是一个256位的数字，用于编码以下信息：

• 当前软件版本：比特币客户端的版本号；

• 前一个区块的哈希：即前一个区块的哈希值，用于确保链的连续性；

• Coinbase交易：该区块中的第一笔交易，用于发放挖矿奖励给创建该区块的矿工；

• 区块高度编号：当前区块距离创世区块（第一个区块）的数字距离；

• Merkle Root（默克尔根）：一个256位的哈希值，用于表示该区块中所有交易的摘要信息；

• 时间戳：区块被创建的时间和日期；

• 目标难度（Target in Bits）：当前网络的挖矿难度目标；

• Nonce（随机数）：一个32位的数字，在挖矿过程中不断调整以找到满足目标的哈希值。

待处理的交易被加入到区块中，区块被关闭并生成其哈希值。由于每个区块都包含前一个区块的信息，因此整个区块链是按顺序“链”接在一起的，无法被随意更改。区块的创建和验证过程称为挖矿（mining）。

比特币挖矿

比特币挖矿是指验证交易并在区块链上创建新区块的过程。挖矿由运行在计算机上的软件程序执行，这些计算机可以是通用设备，也可以是专为挖矿设计的专用机器，称为专用集成电路（ASIC，Application Specific Integrated Circuits）。

挖矿的核心是生成哈希值（Hash）。哈希是将区块数据输入某种哈希算法后产生的结果，不论输入数据的大小，输出都是一个固定长度的数字和字母组合。比特币使用的哈希是十六进制格式，可以转换为对应的数值。

挖矿程序不断尝试生成哈希值，目标是找到一个数值小于或等于当前网络难度目标的哈希值。每次尝试时，会调整一个名为Nonce（随机数）的变量。Nonce 初始值为1，每次尝试递增1。一个矿工每秒可以生成的哈希次数称为其哈希率（Hash Rate）。

整个网络中的挖矿程序都在生成哈希，竞争谁能最先算出满足条件的哈希值。谁先算出来，谁就获得比特币奖励，并有权创建新区块。随后，挖矿过程会继续进行，以处理下一批交易。

比特币的挖矿难度会根据网络中矿工的数量调整所需的前导零的长度。难度每2016个区块调整一次，以实现大约每10分钟产生一个新区块的速度。自比特币诞生以来，挖矿难度——即每秒平均尝试解出加密谜题的次数——一直在上升，如今已达到数万亿次平均尝试才能解出哈希值。

挖矿是一项高强度的工作，需要昂贵的设备和大量电力来运行这些设备。由于无法预知哪个随机数（nonce）会奏效，因此目标是尽可能快地尝试尽可能多的随机数，用尽可能多的机器来运算哈希值，以获取奖励。这也是矿场和矿池诞生的原因。

减半

减半是比特币挖矿中的一个重要概念。起初，成功解出哈希值的挖矿奖励是50个比特币（BTC）。大约每四年，或每210,000个区块，奖励会减少一半。因此，2012年奖励减至25个BTC，2016年减至12.5个，2020年减至6.25个。最近一次减半发生在2024年4月19日，奖励降低至3.125个。下一次减半将在2028年进行，届时奖励将进一步降低至1.5625个。

人们常说最后一个比特币将在2140年左右被挖出。然而，这种说法有些误导性，因为最后一次1个比特币或以上的区块奖励将在2032年某个时候发放——那是在奖励降至0.7813个BTC之前。从那时起，区块奖励将以聪（satoshi）发放，如下表所示（前提是未来区块链的减半计划没有变动）：

每个比特币由1亿聪（satoshi）组成（即小数点后八位），因此在2032年中期，区块奖励将变为78,125,000聪，并将在之后的每次减半中持续减少，直到降至1聪（0.00000001 BTC）。从那时起，奖励将无法再减半，因此将保持在1聪，直到某个时间点最后一个聪被发放，使流通中的比特币总量达到2100万个。届时，将不再有新的挖矿奖励，只有由网络参与者——也就是曾经的矿工——通过验证交易和提议新区块所获得的交易手续费。因此，更准确地说，最后一次减半将发生在2136年，而最后一个聪将在那之后某个时间被发放。

比特币密钥与钱包

对于刚接触比特币的人来说，一个常见的问题是：“我已经购买了比特币，那它现在在哪里？”最简单的理解方式是将比特币区块链看作一个社区银行，用来存储所有人的资金。你通过比特币钱包查看你的余额，它就像你银行的移动应用程序。

如果你和现在的很多人一样，不常使用现金，也几乎从未亲眼见过你支票账户里的钱，那么你可能使用带有安全号码的信用卡和借记卡来访问和使用你的资金。你使用钱包和你在收到比特币时获得的密钥来访问你的比特币。

密钥

比特币本质上是一种代表价值的代币。这种代币是数字的（或虚拟的），你的公钥被用来将它分配给你。当进行交易，将比特币发送到另一个人的公钥时，所有权就会发生转移。你使用钱包这个移动应用程序来发送或接收比特币。

当比特币通过区块链上的交易分配给某个所有者时，该所有者会收到他们的私钥。你的钱包有一个公共地址——称为你的公钥——当有人向你发送比特币时会使用这个地址，就像他们在发电子邮件时输入你的电子邮箱地址一样。

提示

你可以将公钥和私钥类比为用于访问你资金的电子邮件地址（公钥）和密码（私钥）。

钱包

钱包是一种软件应用程序，用于查看你的余额以及发送或接收比特币。钱包与区块链网络交互，帮助你定位你的比特币。区块链是一个账本，比特币的若干部分储存在其上。由于比特币是数据的输入与输出，它们在之前的交易中被分割使用，因此在区块链上零散分布。你的钱包应用程序会将它们全部找到、汇总金额并显示出来。

比特币钱包有两种类型：托管钱包和非托管钱包。托管钱包是指由一个受信任的实体（如交易所）代你保管密钥的钱包。例如，当你注册一个 Coinbase 交易所账户时，你可以选择让他们作为托管人代为保存你的密钥。

非托管钱包是指由用户自己负责保管密钥的钱包，比如你手机上的钱包应用程序。将密钥存储在连接互联网的应用程序中，被称为热存储。热存储是黑客和窃贼最常利用的安全漏洞。

重要提示

你应始终使用信誉良好的钱包提供商，比如来自注册加密货币交易所的钱包。阅读用户评价并对钱包进行调查，以确保你选择的是一个可靠的选项。

为了解决这一问题，加密货币社区开发了将密钥离线存储的方法。最常见的说法包括热存储、冷存储和深度冷存储。热存储是指任何保存密钥并与互联网保持连接的钱包；这是最容易受到攻击的方法。热钱包的一个例子是你移动设备上的钱包应用程序。

冷存储是指任何不连接互联网的存储方式。这可以是一个可移动的 USB 驱动器，或者写有你密钥的纸张（这被称为纸钱包）。深度冷存储则是指比普通冷存储更难以访问的方式，例如需要额外步骤才能取出密钥的方法，而不是简单地从书桌抽屉中取出 USB 驱动器并插入电脑。例子包括个人保险箱或存储保管箱——任何需要额外努力才能取回密钥的方式。

比特币交易

当你发送或接收比特币时，就发生了一笔比特币交易。要发送比特币，你需要在钱包应用程序中输入接收方的地址，输入你的私钥，并同意支付交易手续费。然后，点击对应的“发送”按钮。接收方必须等待交易被矿工网络验证，这个过程可能需要一些时间（有时甚至几个小时），因为交易需要在一个叫作内存池（mempool）的矿工队列中排队等待处理。

内存池是所有等待验证的交易存放的地方。网络平均每十分钟确认一个交易区块，但并不是所有新的交易都会被包含在新创建的区块中。这是因为每个区块只能容纳一定量的信息，而每笔交易都会附带一笔矿工费。

交易必须达到最低的交易费门槛才能被处理，并且优先处理的是那些手续费最高的交易。这就是你可能听说过交易费用上涨问题的原因。比特币非常受欢迎，交易需求不断增加，使得矿工可以（或必须）收取更高的费用。

快速事实

设立交易手续费的目的是为了激励人们创建网络节点和成为矿工。比特币挖矿成本高昂，因此交易手续费有助于抵消用于设备和电力的开销。

一旦交易手续费达到要求，交易就会被转入一个区块中并开始处理。然后，该区块内的交易信息由矿工进行验证，区块被封存，所有接收方收到他们的比特币。双方的钱包会显示相应的余额，接下来的交易则进入处理流程。

比特币安全性

比特币区块链和网络包含许多组成部分，但要使用这种新型货币技术，并不需要完全理解所有内容。你只需要知道，你使用钱包来发送、接收和存储比特币密钥；同时，你还应使用冷存储方法来保障安全，因为钱包是软件，而软件可能被黑客攻击。

那些为客户保管密钥的交易所也可能被攻击，但许多提供此类服务的机构已采取措施，以降低黑客入侵存储系统的风险。大多数交易所正转向企业级的冷存储技术，这些技术被用来长期保存重要数据。

许多人对比特币的安全性有所担忧是有道理的，尤其是当涉及用资金换取加密数据所有权时。然而，值得注意的是，由于社区共识机制的使用，比特币区块链本身从未被攻破。

钱包是安全的薄弱环节，因此，如果你打算参与比特币，理解如何使用冷存储方法并将密钥保存在热钱包之外，是至关重要的。

投资比特币的利与弊

尽管比特币在投资者中很受欢迎，但也有不少理由让人对其保持谨慎。在考虑投资比特币时，你需要了解以下几点。

优点说明

• 比特币自早期以来经历了指数级增长，为众多个人和企业创造了巨大的财富。

• 截至2024年12月5日，比特币的市值超过1.9万亿美元，24小时交易量超过1419亿美元，为市场提供了充足的流动性。

• 许多投资者将比特币视为对抗通货膨胀的工具，因为其市场价值在过去曾超越通胀水平。

• 比特币交易型产品的出现使普通投资者更容易投资比特币，并在经纪商或加密资产托管方破产时提供一定的损失保护。

缺点说明

• 虽然比特币的价格自问世以来持续增长，但它波动极大，有时每日价格变动可达数千美元。这对于短期投资策略来说并不理想。

• 比特币交易成本可能很高。尽管平均交易费不到1美元，但有时会激增至100美元甚至更高。

• 对于注重环境、社会和治理（ESG）的投资者而言，比特币挖矿是一个问题，因为矿工本质上是在将能源转换为只有富人才能负担的虚拟投资。

• 虽然许多人将比特币视为对抗通胀的手段，但它之所以能起到这个作用，是因为它的价值增长超过了通胀。与专为对抗通胀设计的证券不同，比特币未来是否能继续跑赢通胀并无任何保障。

• 如果你自己购买比特币，并将密钥保存在交易所或你的钱包中，那么一旦你丢失了比特币密钥或密钥被盗，你将无法获得任何损失赔偿。虽然部分交易所可能在系统失效导致密钥泄露的情况下拥有保险，但一般来说，因钱包被黑或密钥被盗造成的比特币损失并不在保障范围之内。

警告

直接投资比特币存在损失大量资本的风险。正如一些投资者在加密货币交易所 FTX 崩溃时所经历的那样，永远不要投资超过你可以承受的损失金额。证券投资者保护公司（SIPC）并不保障加密资产，除非这些资产已经在美国证券交易委员会注册，即使这些资产是由受 SIPC 保障的交易所或公司持有，也不例外。

常见问题解答

我如何通过比特币赚钱？

一些人将比特币作为长期投资，希望获得回报；也有一些人进行短线交易，利用日内价格波动来赚钱。你甚至可以通过去中心化金融（DeFi）应用将比特币借给他人并收取利息。当市场价值上升时，你可以以高于购入价的价格卖出，从而获利。然而，无论如何使用比特币，都存在亏损大量资本的实际风险。

如果我投入100美元购买比特币，会发生什么？

比特币的价格每分钟都在变化，每天可能上下波动数千美元。你在购买当天会获得对应金额的比特币，但未来这部分比特币的价值可能高于或低于你投入的100美元。

比特币对初学者来说是如何运作的？

最简单的理解方式是把比特币看作由开源网络支持的一种货币。你可以在交易所购买它，用于消费，也可以作为一种投机性投资工具。

1比特币等于多少美元？

1美元等值的比特币就是1美元。到2023年12月5日，1个比特币的价格超过10万美元。

结 语

比特币是一种数字货币，可以替代法定货币或实物现金使用。它通过区块链技术来保护交易信息，使其不受传统上负责促成和监管交易的中心化第三方的干预。

注：Investopedia 上所表达的评论、观点和分析仅供在线信息参考。请阅读我们的免责声明以了解更多信息。本文作者在撰写时并未持有比特币。

原文链接：https://www.investopedia.com/news/how-bitcoin-works/#toc-how-exactly-do-you-make-money-with-bitcoin

编译：弦歌不辍