交易、区块、挖矿和区块链

与传统银行和支付系统不同,比特币系统是以去中心化信任为基础的。由于比特币网络中不存在中央权威信任机构,“信任”成为了比特币用户之间存在的一种突出特性。在本章中,我们将从一个较高层面检视比特币,通过追踪一笔比特币系统中的单独交易,来看看它在比特币分布式共识机制中变得“被信任”和“被接受”的情形,以及最终成功地被存储到区块链(区块链是一个分布式的公共账簿,包含所有发生在比特币系统中的交易)。

文中每一个例子都是比特币网络中发生的真实交易,通过将资金从一钱包发送到另一钱包来模拟用户(Joe、Alice和Bob)间的交互。我们在追踪一笔通过比特币网络和区块链的交易时,将用到一些区块链数据库查询网站使每个步骤可以方便在网页上直接被呈现。提供区块链数据查询的网站就像是一个比特币的搜索引擎,你可以搜索比特币的地址、交易和区块,以及可以看他们之间的关系和资金流动。

常见的区块链数据查询网站包括:

  • Blockchain info

  • BitcoinBlockExplorer

  • insight

  • blockrBlockReader

以上每一个查询网站都有搜索功能,可以通过地址,交易哈希值或区块号,搜索到在比特币网络和区块链中对应的等价数据。我们将给每个例子提供一个链接,可以直接带你到相关条目,方便你做详细研究。

比特币概述

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图2-1比特币概述

如图2-1所示的概述图中,我们可以看到比特币系统由用户(用户通过密钥控制钱包)、交易(每一笔交易都会被广播到整个比特币网络)和矿工(通过竞争计算生成在每个节点达成共识的区块链,区块链是一个分布式的公共权威账簿,包含了比特币网络发生的所有的交易)组成。在本文中,我们将通过追踪在网络上传输的一笔交易,从整个比特币系统的的视角检视各个部分之间的交互。后续文章将详细阐述钱包、挖矿、商家系统背后的技术细节。

买咖啡

在之前章节里,Alice已是一名刚刚获得第一枚比特币的新用户。在获取你的第一枚比特币节中,Alice和她的朋友Joe会面时,用现金换取了比特币。由Joe产生的这笔交易使得Alice的钱包拥有了0.10比特币。现在Alice将第一次使用比特币在加利福尼亚州帕罗奥图的Bob咖啡店买一杯咖啡。Bob咖啡店给他的销售网点系统新增加了一个比特币支付选项,价格单上列的是当地货币(美元)的售价,但在收银台,顾客可以选择用美元或比特币支付。此时,Alice点了杯咖啡,然后Bob将交易键入到收银机,之后销售系统将按照当前市场汇率把美元总价转换为比特币,然后同时显示两种货币的价格,并显示一个包含这笔交易支付请求的二维码:

与一个简单包含目的比特币地址的二维码不同,当前支付请求的是一个二维编码过的URL,它包含有一个目的地址,

一笔支付金额,和一个像“Bob咖啡”这样的交易描述。这使比特币钱包应用在发送支付请求时,可以预先填好支付用的特定信息,给用户显示一种友好易懂的描述。你可以用比特币钱包应用扫描这个二维码来看Alice可能看到的信息。

比特币原理

Bob说到,“总共1.50美元,或15毫比特币”

Alice用她的智能手机扫描了显示的条形码。她的智能手机显示一笔给Bob咖啡的0.0150比特币的支付请求,然后她按下发送键授权了这笔支付。在几秒钟时间内(大约与信用卡授权所需时间相同)Bob将会在收银台看到这笔交易,并完成交易。

在接下来的文章中,我们将更详细地检视这笔交易,观察Alice的钱包是怎样构建交易,交易又是怎样在网络中广播、怎样被验证,以及Bob在后续交易中怎样消费那笔钱。

从千分之一比特币(1毫比特币)到一亿分之一比特币(1聪比特币),比特币网络可以处理任意小额交易。在本文中,我们将用“比特币”这个术语来表示任意数量的比特币货币,从最小单元(1聪)到可被挖出的所有比特币总数(21,000,000)。

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