一、比特币机制研究

现今世界的电子支付系统已经十分发达，我们平时的各种消费基本上在支付宝和微信上都可以轻松解决。但是无论是支付宝、微信，其实本质上都依赖于一个中心化的金融系统，即使在大多数情况这个系统运行得很好，但是由于信任模型的存在，还是会存在着仲裁纠纷，有仲裁纠纷就意味着不存在不可撤销的交易，这样对于不可撤销的服务来说，一定比例的欺诈是不可避免的。在比特币出来之前，不存在一个不引入中心化的可信任方就能解决在通信通道上支付的方案。

比特币的强大之处就在于：它是一个基于密码学原理而不是依赖于中心化机构的电子支付系统，它能够允许任何有交易意愿的双方能直接交易而不需要一个可信任的第三方。交易在数学计算上的不可撤销将保护提供不可撤销服务的商家不被欺诈，而用来保护买家的程序化合约机制也比较容易实现。

假设网络中有A, B,C三个人。

A付给B 1比特币，B付给C 2比特币，C付给A 3比特币。

如下图所示：

为了刺激比特币系统中的用户进行记账，记账是有奖励的。奖励来源主要有两方面：

比特币中每一笔交易都会有手续费，手续费会给记账者

记账会有打包区块的奖励，中本聪在08年设计的方案是：每10分钟打一个包，每打一个包奖励50个比特币，每4年单次打包的奖励数减半，即4年后每打一个包奖励25个比特币，再过四年后就奖励12.5个比特币...这样我们其实可以算出比特币的总量：

要说明打包的记录以谁为准的问题，我们需要引入一个知名的拜占庭将军问题（Byzantine failures）。拜占庭将军问题是由莱斯利·兰伯特提出的点对点通信中的基本问题。含义是在存在消息丢失的不可靠信道上试图通过消息传递的方式达到一致性是不可能的。

假设有9个互相远离的将军包围了拜占庭帝国，除非有5个及以上的将军一起攻打，拜占庭帝国才能被打下来。而这9个将军之间是互不信任的，他们并不知道这其中是否有叛徒，那么如何通过远距离协商来让他们赢取战斗呢？

口头协议有3个默认规则：

1.每个信息都能够被准确接收

2.接收者知道是谁发送给他的

3.谁没有发送消息大家都知道

4.接受者不知道转发信息的转发者是谁

将军们遵循口头规则的话，那就是下面的场景：将军1对其他8个将军发送了信息，然后将军2~9将消息进行转达（广播），每个将军都是消息的接受者和转发者，这样一轮下来，总共就会有9×8=72次发送。这样将军就可以根据自己手中的信息，选择多数人的投票结果行动即可，这个时候即便有间谍，因为少数服从多数的原则，只要大部分将军同意攻打拜占庭，自己就去行动。

这个方案有很多缺点：

1.首先是发送量大，9个将军之间要发送72次，随着节点数的增加，工作量呈现几何增长。

2.再者是无法找出谁是叛徒，因为是口头协议，接受者不知道转发信息的转发者是谁，每个将军手里的数据仅仅只是一个数量的对比：

这里我们假设有3个叛徒，在一种最极端的情况下即叛徒转发信息时总是篡改为“不进攻”，那么我们最坏的结果就如上图所示。将军1根据手里的信息可以推出要进攻的结论，却无法获知将军里面谁是叛徒。

这样我们就有了方案二：书面协议。

书面协议即将军在接受到信息后可以进行签字，并且大家都能够识别出这个签字是否是本人，换种说法就是如果有人篡改签字大家可以知道。书面协议相对比口头协议就是增加了一个认证机制，所有的消息都有记录。一旦发现有人所给出的信息不一致，就是追查间谍。

有了书面协议，那么将军1手里的信息就是这样的：

可以很明显得看出，在最坏的一种情况——叛徒总是转发“不进攻”的消息之下，将军7、8、9是团队里的叛徒。

这个方案解决了口头协议里历史信息不可追溯的问题，但是在发送量方面并没有做到任何改进。

在我们的示例中，比特币系统里的每个用户发起了一笔交易，都会通过自己的私钥进行签名，用数学公式表示就是：

所以之前的区块就变成了这样：

这样每一笔交易都由交易发起者通过私钥进行数字签名，由于私钥是不公开的，所以交易信息也就无法被伪造了。

如书面协议末尾所说的那样，书面协议未能解决信息交流过多的问题。当比特币系统中存在上千万节点的时候，如果要互相广播验证，请求响应的次数那将是一个非常庞大的数字，显然势必会造成网络拥堵、节点处理变慢。为了解决这个问题，中本聪干脆让整个10分钟出一个区块，这个区块由谁来打包发出呢？这里就采用了工作量证明机制(PoW)。工作量证明，说白了就是解一个数学题，谁先解出来数学题，谁就能有打包区块的权力。换在拜占庭将军的例子中就是，谁先做出数学题，谁就成为将军们里面的总司令，其他将军听从他发号的命令。

首先，矿工会将区块头所占用的128字节的字符串进行两次sha256求值，即：

这样求得一个值Hash，将其与目标值相比对，如果符合条件，则视为工作量证明成功。

工作量证明成功的条件写在了区块链头部的难度数字段，它要求了最后进行两次sha256运算的Hash值必须小于定下的目标值；如果不是的话，那就改变区块头的随机数（nonce），通过一次次地重复计算检验，直到符合条件为止。

此外，比特币有自己的一套难度控制系统，使得比特币系统要在全网不同的算力条件下，都保持10分钟生成一个区块的速率。这也就意味着：难度值必须根据全网算力的变化进行调整。难度调整的策略是由最新2016个区块的花费时长与期望时长（期望时长为20160分钟即两周，是按每10分钟一个区块的产生速率计算出的总时长）比较得出的，根据实际时长与期望时长的比值，进行相应调整（或变难或变易）。也就是说，如果区块产生的速率比10分钟快则增加难度，比10分钟慢则降低难度。

PoW其实在比特币中是做了以下的三件事情。

这样可以防止一台高性能机器同时跑上万个节点，因为每完成一个工作都要有足够的算力。

有经济奖励就会加速整个系统的去中心化，也鼓励大家不要去作恶，要积极地按照协议本来的执行方式去执行。(所以说，无币区块链其实是不可行的，无币区块链一定导致中心化。)

也就是说，每个节点都不能以自身硬件条件去控制出快速度。现在的比特币上平均10分钟出一个块，性能再好的机器也无法打破这个规则，这就能够保证区块链是可以收敛到共同的主链上的，也就是我们所说的共识。

综上，共识只是PoW三个作用中的一点，事实上PoW设计的作用有点至少有这么三种。

默克尔树的概念其实很简单，如图所示

这样，我们区块的结构就大致完整了，这里分成了区块头和区块体两部分。

区块链的每个节点，都保存着区块链从创世到现在的每一区块，即每一笔交易都被保存在节点上，现在已经有几百个GB了。

每当比特币系统中有一笔新的交易生成，就会将新交易广播到所有的节点。每个节点都把新交易收集起来，并生成对应的默克尔根，拼接完区块头后，就开始调整区块头里的随机数值，然后就开始算数学题

将算出的result和网络中的目标值进行比对，如果是结果是小于的话，就全网广播答案。其他矿工收到了这个信息后，就会立马放下手里的运算，开始下一个区块的计算。

举个例子，当前A节点在挖38936个区块，A挖矿节点一旦完成计算，立刻将这个区块发给它的所有相邻节点。这些节点在接收并验证这个新区块后，也会继续传播此区块。当这个新区块在网络中扩散时，每个节点都会将它作为第38936个区块(前一个区块为38935)加到自身节点的区块链副本中。当挖矿节点收到并验证了这个新区块后，它们会放弃之前对构建这个相同高度区块的计算，并立即开始计算区块链中下一个区块的工作。

整个流程就像下一张图所展示的这样：

简单来说，双花问题是一笔钱重复花了两次。具体来讲，双花问题可分为两种情况：

1.同一笔钱被多次使用；

2.一笔钱只被使用过一次，但是通过黑客攻击或造假等方式，将这笔钱复制了一份，再次使用。

在我们生活的数字系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产因不当操作被重复使用的情况，为了解决双花问题，日常生活中是依赖于第三方的信任机构的。这类机构对数据进行中心化管理，并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统，比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。

UTXO的英文全称是 unspent transaction outputs，意为未使用的交易输出。UTXO是一种有别于传统记账方式的新的记账模型。

银行里传统的记账方式是基于账户的，主要是记录某个用户的账户余额。而UTXO的交易方式，是基于交易本身的，甚至没有账户的概念。在UTXO的记账机制里，除了货币发行外，所有的资金来源都必须来自于前面某一个或几个交易。任何一笔的交易总量必须等于交易输出总量。UTXO的记账机制使得比特币网络中的每一笔转账，都能够追溯到它前面一笔交易。

比特币的挖矿节点获得新区块的挖矿奖励，比如 12.5个比特币，这时，它的钱包地址得到的就是一个 UTXO，即这个新区块的币基交易（也称创币交易）的输出。币基交易是一个特殊的交易，它没有输入，只有输出。

当甲要把一笔比特币转给乙时，这个过程是把甲的钱包地址中之前的一个 UTXO，用私钥进行签名，发送到乙的地址。这个过程是一个新的交易，而乙得到的是一个新的 UTXO。

这就是为什么有人说在这个世界上根本没有比特币，只有 UTXO，你的地址中的比特币是指没花掉的交易输出。

以Alice向Bob进行转账的过程举例的话：

UTXO与我们熟悉的账户概念的差别很大。我们日常接触最多的是账户，比如，我在银行开设一个账户，账户里的余额就是我的钱。

但在比特币网络中没有账户的概念，你可以有多个钱包地址，每个钱包地址中都有着多个 UTXO，你的钱是所有这些地址中的 UTXO加起来的总和。

中本聪发明比特币的目标是创建一个点对点的电子现金，UTXO的设计正可以看成是借鉴了现金的思路：我们可能在这个口袋里装点现金，在那个柜子角落里放点现金，在这种情况下不存在一个账户，你放在各处的现金加起来就是你所有的钱。

采用 UTXO设计还有一个技术上的理由，这种特别的数据结构可以让双重花费更容易验证。对比一下：

二、数字货币如何交易

人民币直接买卖比特币「场外交易OTC」平台可以实现：

直接用人民币，买入比特币BTC。卖出所持比特币BTC，换回人民币

这种交易模式俗称「场外交易OTC」，是个人与个人之间直接进行交易，平台做担保，有点像专门买卖比特币的淘宝。但是，如果交易中遇到了骗子，还是一件比较闹心的事，所以建议选择平台时，不仅要考虑是否支持人民币交易，还应考虑是否有中文客服，如果交易真的出了问题，能方便的用中文与客服联系，申请仲裁。绝大部分「场外交易OTC」网站的流程都大同小异。场外交易推荐使用66otc交易所。

一、人民币买卖其他币种

由于目前政策禁止直接人民币交易，所以在虚拟货币交易过程中，我们往往用USDT做中介。USDT是美元法币代币，与美元始终保持1:1兑换，相当于区块链中的美元。简单点理解：你可以认为USDT就相当于美元。

以火币为例，大陆用户注册与身份认证都很方便，网站使用起来也符合大陆用户的习惯，同时可变相的一站式完成用人民币买币卖币。

因为政策问题，火币不得不将业务拆分为两个频道，「法币交易」频道解决用人民币交易USDT，「币币交易」频道解决用USDT交易虚拟货币，由于这两频道都属于火币平台，所以你只需要简单进行「站内转币」操作，即可让作为中介的USDT在这两个频道里面互转，也就变相的一站式完成用人民币买币卖币。

二买币如何用人民币购买数字货币

第1步：通过火币专业站的「法币交易」频道，可直接用人民币买入USDT

第2步：通过站内互转，将刚刚买入的USDT，从「OTC站」划转到「专业站」，秒到账，0手续费

第3步：通过火币专业站的「币币交易」频道进行买币交易

买主流币：可直接用USDT买入想要的币种

买小币种：先用USDT买入BTC或ETH，然后再将BTC或ETH换成想要的小币种

卖币所持数字货币升值后，如何换回人民币，落袋为安

第1步：通过火币专业站的「法币交易」频道进行交易，将手上的币都换成USDT

第2步：通过站内互转，将火币「专业站」中的USDT划转到火币「OTC站」，秒到账，0手续费

第3步：通过火币「法币交易」卖掉这些USDT，获得人民币

数字货币怎么操作

1点击收付款在微信支付界面,点击左上方的收付款。

2点击使用数字人民币付款进入后点击一下页面的使用数字人民币付款。

3输入手机号在页面按照提示输入手机号进行绑定信息。

4成功操作绑定完毕后便可以在微信使用数字人民币支付了。

微信支付是腾讯集团旗下的第三方支付平台，致力于为用户和企业提供安全、便捷、专业的在线支付服务。

以“微信支付，不止支付”为核心理念，为个人用户创造了多种便民服务和应用场景。微信支付为各类企业以及小微商户提供专业的收款能力，运营能力，资金结算解决方案，以及安全保障。

用户可以使用微信支付来购物、吃饭、旅游、就医、交水电费等。企业、商品、门店、用户已经通过微信连在了一起，让智慧生活，变成了现实。

2021年10月，微信支付正式推出品牌视频号，提供支付后跳转视频、支付后直播预约、品牌红包、支付后小程序跳转视频号、品牌发券等能力。

数字人民币，字母缩写按照国际使用惯例暂定为“e-CNY”，是由中国人民银行发行的数字形式的法定货币，由指定运营机构参与运营并向公众兑换，以广义账户体系为基础，支持银行账户松耦合功能，与纸钞硬币等价，具有价值特征和法偿性，支持可控匿名。

数字人民币的概念有两个重点，一个是数字人民币是数字形式的法定货币；另外一个点是和纸钞和硬币等价，数字人民币主要定位于M0，也就是流通中的现钞和硬币。

主要定位于现金类支付凭证（M0），将与实物人民币长期并存，主要用于满足公众对数字形态现金的需求，助力普惠金融。

研发试验已基本完成顶层设计、功能研发、系统调试等工作，正遵循稳步、安全、可控、创新、实用的原则，选择部分有代表性的地区开展试点测试。

法定数字货币的研发和应用，有利于高效地满足公众在数字经济条件下对法定货币的需求，提高零售支付的便捷性、安全性和防伪水平，助推中国数字经济加快发展。

一文带你了解数字人民币如何使用

首先对趋势的分析，首先看月线、周线的大方向，结合当下社会热点事件，以及币市的一些消息动态从而判断比特币等数字货币在未来一段时间内的大趋势，趋势判定好后再入场。接着在熊市当中要用好合约这一手段。入场时的仓位控制，只有通过合理的仓位控制，才能禁得住行情回调洗盘。最后及时止盈止损。数字货币是一种支付手段。

数字货币简称为DIGICCY，是电子货币形式的替代货币。数字金币和密码货币都属于数字货币（DIGICCY）。数字货币是一种不受管制的、数字化的货币，通常由开发者发行和管理，被特定虚拟社区的成员所接受和使用。欧洲银行业管理局将虚拟货币定义为：价值的数字化表示，不由央行或当局发行，也不与法币挂钩，但由于被公众所接受，所以可作为支付手段，也可以电子形式转移、存储或交易。

数字货币是一把双刃剑，一方面，其所依托的区块链技术实现了去中心化，可以用于数字货币以外的其他领域，这也是比特币受到热捧的原因之一，另一方面，如果数字货币被作为一种货币受到公众的广泛使用，则会对货币政策有效性、金融基础设施、金融市场、金融稳定等方面产生巨大影响。

数字人民币作为当今科技进步的产物，各国发行数字货币已然成为趋势，突尼斯、委内瑞拉、马绍尔群岛等国家和地区已经率先发行了官方的数字货币，而包括中国在内的大部分国家和地区也在积极推进自己国家的数字货币。数字人民币作为一种新的支付方式，可用于扫支付码支付、刷脸支付、商家扫用户付款码收款，以及“碰一碰”离线支付，进一步丰富人们日常交易的收支方式。

我国央行其实早在2014年就开始研发数字人民币，目前我国一共已开展了8轮试点工作，随着试点推广范围的不断扩大，用户数量的增加，数字人民币的普及指日可待。

例如：2019年，相继在深圳、苏州、北京、成都等地进行数字人民币的试点工作，其中深圳率先在罗湖区开展数字人民币红包试点工作，其后各地紧跟而上，进行了相关试点。2021年扩大到上海、长沙、海南等地数字人民币试点。

目前，数字人民币推广的城市包括深圳、苏州、北京、成都、上海、海南、长沙、西安、青岛、大连等，仅限这些地区可以使用。

当前数字人民币钱包可支持数字人民币的兑换、收款、付款、转钱等功能。

同时，今年数字人民币增加了直接与第三方应用平台交易的“子钱包功能”，子钱包就如同支付宝与淘宝的关系，当第三方平台需要支付时，用户授权第三方平台直接向银行发出扣款指令，银行不再验证用户支付密码等信息，而直接进行资金的扣划，这一功能疏通了数字人民币购买第三方平台物品或服务的渠道。

1开通数字人民币钱包功能

目前，提供数字人民币钱包服务的仅限中国工商银行、中国农业银行、中国银行、中国建设银行、中国邮政储蓄银行、交通银行六大行。

公众和商家可通过六大行的手机APP开通数字人民币钱包功能。

2充值数字人民币钱包

开通了数字人民币钱包功能后，用户可将银行账户的钱兑换成相应的数字人民币，操作兑换期间，手机会收到一条验证码，输入后数字钱包将增加相应数字人民币。不过，目前一些试点城市对于开通的用户会赠送一定金额的数字货币红包，大家可以体验试用。

如果不懂怎么操作，用户还可到6大行营业网点的 ATM进行数字人民币与现金的互兑，具体操作可以在银行工作人员的指导下进行。

3电子支付

数字人民币的主要应用场景在商场购物、餐饮支付、生活缴费以及部分政务服务等日常生活的小额支付领域。

数字人民币支付方法类似于支付宝、微信，数字人民币钱包可用于扫支付码支付、用户刷脸支付或商家扫用户付款码收款，以及数字人民币所特有的“碰一碰”离线支付。

数字人民币的推广，在一定程度上丰富人们日常生活的收支方式，用于购物、缴费以及交易。虽然数字人民币的收支功能和目前熟知的支付宝和微信并无太大区别，但是数字人民币主要体现其法定货币的职能，使用界面更加清晰简洁，没有其他附加服务。

三、比特币到底是什么

比特币（Bitcoin）的概念最初由中本聪在2008年11月1日提出，并于2009年1月3日正式诞生。根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。比特币是一种P2P形式的虚拟的加密数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。

与所有的货币不同，比特币不依靠特定货币机构发行，它依据特定算法，通过大量的计算产生，比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付。这同样确保了货币所有权与流通交易的匿名性。比特币与其他虚拟货币最大的不同，是其总数量非常有限，具有极强的稀缺性。