【从零学习】比特币及近况梳理（一）

VICOINDAO

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October 10th, 2023

第一章比特币白皮书

1.1. 比特币白皮书简述

简介：比特币是一个基于密码学原理的去中心化电子支付系统，可以实现去除第三方信任的点对点交易。中本聪认为传统的交易支付方式存在一定的弊端，首先是必须以来一个可信任的第三方来处理电子支付，另外就是不能做到交易的不可撤销。提出了构建创建一个去中心化、不需要第三方的货币系统的方案
交易：讨论了交易处理过程和程序化合约机制，强调了交易在计算上的不可撤销性和卖家的欺诈保护。
时间戳服务器：介绍了使用分布式时间戳服务器生成时间序列的计算证据来解决双重支付问题。
工作量证明：解释了使用类似哈希货币的工作量证明系统来实现点对点的时间戳服务器。工作量证明（pow）也是比特币的挖矿机制，是防止恶意攻击的机制。同时也解决了投票方式的问题。51% 攻击，但当单一实体控制超过 50%的哈希率时，仍可能发起对比特币的攻击。
网络架构：比特币网络需要诚实节点控制 CPU 算力，并生成最长链来防止攻击。
激励：系统中的激励机制，包括区块中的特殊交易和新货币的增加方式。激励包括挖矿奖励和交易费

奖励。

 挖矿激励：比特币总量控制在 2100 万个，预计在 2140 年挖完，为了控制通货膨胀，比特币每 210,000个区块（大约每四年）发生一次挖矿奖励减半。即最早的时候，挖出的每个区块激励 50 个比特币，这个奖励在约每隔四年将会减半。历史上比特币的挖矿奖励减半分别发生在 2012 年、2016 年、2020 年。并且每次的减半也带来了一定程度的币价上涨。

 交易费激励：一旦预 2100 万的比特币全部挖完，激励将变为只含有交易费，这样可以完全避免通货膨胀。

隐私：比特币并提出了保护用户隐私的解决方案：那就是保持公钥匿名。公众能看到有人正在发送一定量货币给其他人，但是不能将交易关联到某个人。
最长的工作量证明链：解释了最长链原则，即最长链是事件发生证据的来源和 CPU 算力最集中的证明。

1.2. 比特币的诞生解决了哪些问题

双重支付问题：在数字货币中，双重支付是一个人能够同时使用同一笔资金进行两次或多次支付的情况。比特币通过其去中心化的共识机制和区块链技术成功地解决了这一问题。
金融中介：传统的金融系统依赖于中介（如银行和支付处理商）来处理和验证交易。比特币提供了一种去中心化的方法，使个体可以直接进行交易，无需通过中介。
货币政策控制：比特币的供应是预定的，这意味着没有中央机构可以随意增加货币供应。这与许多传统货币不同，其中中央银行可以通过货币政策来影响货币供应。
跨境交易：比特币提供了一种快速、低成本的方法，使个体可以进行国际交易，无需经过传统的银行或金融机构。
金融包容性：全球仍有大量的无银行人口无法访问传统的金融服务。比特币为这些人提供了一种进入金融系统的方法。
抵御审查：在某些国家和地区，政府和金融机构可能会限制或封锁个人的金融交易。比特币为用户提供了一种避免这种审查的方法。
持久性和不可篡改性：一旦交易被纳入比特币区块链，它就几乎是不可篡改的。这为交易提供了一种持久性和安全性。
透明性：所有比特币交易都是公开的，任何人都可以查看区块链并验证交易。
安全性：比特币使用加密技术来保护用户的资金和交易。只要用户保护好自己的私钥，他们的资金就是安全的。

第二章比特币发展历史

2.1. 比特币大事记

2022 年 06 月 18 日比特币价格一路走低，最低达 17708 美元。牛市已走熊市漫漫。

2021 年 11 月 10 日比特币价格创历史新高，达到 68790 美元。

2021 年 05 月 19 日比特币价格暴跌 40%，最低达 30000 美元。

2021 年 05 月 18 日三协会发布《关于防范虚拟货币交易炒作风险的公告》。

2021 年 03 月 12 日比特币价格再创新高，达到 60000 美元。

2021 年 02 月 17 日比特币价格再创新高，达到 50000 美元。

2021 年 01 月 08 日比特币价格再创新高，达到 40000 美元。

2021 年 01 月 03 日比特币价格再创新高，达到 34600 美元。

2020 年 12 月 16 日比特币价格创历史新高，达到 21500 美元。

2020 年 10 月 16 日 OKEx 暂停提币，称部分私钥负责人正在配合公安调查。

2020 年 07 月 26 日比特币价格再度突破 10000 美元

2020 年 05 月 12 日比特币挖矿奖励第三次减半,产量由 12.5 个减至 6.25 个 BTC

2020 年 3 月 12 日比特币遭遇黑色星期四，从 8000 美元跌至 3150 美元。

2019 年 06 月比特币价格再度突破 10000 美元

2019 年 04 月比特币价格突然暴涨，一度达到 5000 美元

2018 年 03 月闪电网络上线比特币主网

2017 年 12 月比特币价格飙升至 20000 美元

2017 年 09 月人行等七部委发布的《关于防范代帀发行融资风险的公告》，要求国内交易所于 10 月底全部关闭

2017 年 08 月隔离见证被成功激活，比特币的第一个分叉币出现

2015-2016 没什么波澜，比特币安安静静，似乎被大家所忘却

2014 年 3 月央行发布《关于进一步加强比特币风险防范工作的通知》，要求各个银行和第三方支付机构关闭境内比特币交易平台的帐户

2013 年 11 月比特币价格飙升到 1000 美元

2013 年 10 月比特币 ATM 机问世

2013 年 01 月专用 ASIC 阿瓦隆比特币矿机问世

2010 年 12 月世界上第一个矿池 SlushPool 挖出区块

2010 年 07 月出现基于 GPU 显卡挖矿的软件

2009 年 01 月比特币网络正式上线，第一个版本开源客户端 0.1 发布

2008 年 11 月中本聪（Satoshi Nakamoto）发表比特币的创世论文：《比特币:一种点对点的现金支付系统》

2.2. 比特币减半

比特币减半行情约每四年发生一次，具体时间并不确定，目前来看下次减半时间预计是在 2024 年 4 月23 日，回顾一下过往几次减半周期：

1)第一次减半发生在 2012 年 11 月最低点在此前 357 天出现最高点在此后 371 天出现总历时 735 天从减半开始计算最高涨幅达 104 倍4

2)第二次减半发生在 2016 年 7 月最低点在此前 546 天出现最高点在此后 518 天出现总历时 1071 天从减半开始计算最高涨幅达 40 倍

3)第三次减半发生在 2020 年 5 月最低点在此前 518 天出现最高点在此后 546 天出现总历时 1071 天从减半开始计算最高涨幅达 7.5倍

4)目前来看三次减半有许多相似之处：

每次减半前总是会出现最低点，在 1-1.5 年间出现（距 2024 年 4 月减半 1.5 年，2022 年 11 月的 16000 左右的价格目前也是本次熊市的最低点）
减半后的高点在 1-1.5 年期间出现
减半前基本都有二次探底甚至多次探底的机会，探底间隔时间不等
减半前基本都有小牛行情
一旦减半开始，都没有再次进行二次探底的机会，都是一路扶摇直上5

第三章比特币相关的重要组织

这些组织和社区为比特币的开发、推广和使用起到了重要作用

3.1. Bitcoin Core

描述: Bitcoin Core 是比特币的官方参考客户端，也是最广泛使用的比特币软件。它是一个开源项目，由全球的开发者社区共同维护。这个社区的成员不仅负责审查和合并代码，还负责提出新的功能和安全性改进。

主要功能: 提供完整的比特币节点、钱包功能、交易验证等。

网站:https://bitcoincore.org/

3.2. Bitcoin.org

描述: Bitcoin.org 是比特币的官方网站，由中本聪和 Martti Malmi 最初创建。该网站提供了比特币的基本信息、教程、开发文档和最新版本的 Bitcoin Core 下载链接。

主要功能: 教育新用户、提供资源和官方下载链接。

网站: https://bitcoin.org/

3.3. Bitcoin Foundation

描述: Bitcoin Foundation 成立于 2012 年，是一个非营利组织，旨在标准化、保护和推广比特币的使用。

尽管它在比特币社区中有一定的影响力，但它并不控制比特币的开发或其网络。

主要功能: 为比特币的开发、研究和推广提供资金和支持。

网站: https://bitcoinfoundation.org/

3.4. Bitcoin Improvement Proposals (BIPs)

描述: BIPs 是一个形式化的过程，用于提出和描述比特币协议、客户端和环境的改进。每个 BIP 都有一个唯一的编号，并描述了一个新的特性或更改。

主要功能: 提供一个标准化的方法来提议和描述比特币的改进。

链接: https://github.com/bitcoin/bips

3.5. r/Bitcoin

描述: r/Bitcoin 是 Reddit 上的一个比特币社区，拥有数十万的成员。用户在这里分享新闻、讨论技术和市场趋势，并提出问题。

主要功能: 为比特币爱好者提供一个讨论和分享的平台。

链接: https://www.reddit.com/r/Bitcoin/

3.6. Bitcointalk

描述: Bitcointalk 是一个由中本聪创建的论坛，是比特币社区的主要讨论场所。它包括多个子论坛，涵盖了从技术讨论到市场分析的各种话题。

主要功能: 为比特币社区提供一个讨论和交流的平台。

网站: https://bitcointalk.org/

3.7. Bitcoin Dev Mailing List

描述: 这是一个邮件列表，供比特币开发者讨论技术问题、提议和安全警告。主要功能: 为比特币开发者提供一个交流和协作的平台。

链接: https://lists.linuxfoundation.org/mailman/listinfo/bitcoin-dev

3.8. Bitcoin Research

描述: 这是一个开源的 GitHub 仓库，收集了与比特币相关的学术研究、白皮书和技术分析。

主要功能: 为研究者提供一个分享和讨论比特币研究的平台。

链接: https://github.com/bitcoin-research/

第四章比特币的扩容

从结果上来看，BTC 限制容量走向以价值存储为核心功能的大宗投资品；BCH 保持去中心化密码货币目标，继续迎合市场需求推进支付功能。

4.1. 扩容问题的背景

因中本聪于 2010 年 7 月设置了最大 1M 的区块容量限制，比特币的区块大小限制为 1MB，这意味着每10 分钟只能处理大约 7 笔交易。随着比特币的普及，交易数量的增加导致了网络拥堵和交易费用的上涨。这引发了关于如何扩容比特币以处理更多交易的争论。

4.2. 主要的扩容提议

4.2.1.Segregated Witness (SegWit)

详细描述：SegWit 的主要目的是修复交易可变性问题。它通过将交易的某些部分（见证数据）移出主区块来实现。这不仅可以容纳更多的交易，还可以为二层解决方案，如闪电网络，提供基础。

优势：提高了区块的容量，修复了交易可变性问题，为二层解决方案铺平了道路。

劣势：尽管 SegWit 提供了一定程度的扩展性，但它并没有根本解决比特币的扩容问题。

状态: 2017 年，SegWit 被比特币网络采纳。

4.2.2.比特币现金 (Bitcoin Cash)

描述: 由于对扩容方法的分歧，2017 年 8 月 1 日，比特币进行了硬分叉，产生了比特币现金。比特币现金的主要特点是增大了区块大小，最初为 8MB，后来进一步扩大。

优势：提供了更大的交易吞吐量。

劣势：增大区块大小可能导致中心化，因为只有大型矿工才能处理更大的区块。

状态: 比特币现金作为一个独立的加密货币存在，与比特币并行。

4.2.3.比特币 SV (Bitcoin SV)

描述: 2018 年，比特币现金再次分叉，产生了比特币 SV。比特币 SV 进一步增大了区块大小，宣称更接近中本聪的原始愿景。

优势：更大的区块大小。

劣势：与比特币现金相似，增大区块大小可能导致中心化。

状态: 比特币 SV 作为一个独立的加密货币存在。

4.3. 二层解决方案

4.3.1.闪电网络 (Lightning Network)

描述: 闪电网络是一个建立在比特币之上的二层支付协议。它允许用户在链下进行即时交易，这些交易不会立即广播到比特币区块链。只有当通道关闭或发生争议时，交易才会被广播。从而大大提高了比特币的交易吞吐量。

优势：提供即时交易，极低的费用，提高交易吞吐量。

劣势：仍然处于开发阶段，可能存在安全问题。

状态: 闪电网络正在被广泛采纳，并有多个实现版本。

4.3.2.侧链 (Sidechains)

描述: 侧链是与主链并行运行的独立链，允许资产在两条链之间转移。这可以为比特币提供扩展性，同时不改变主链的规则。

优势：提供扩展性，允许实验新功能。劣势：安全性可能不如主链。

目前的侧链有：

Liquid：由 Blockstream 开发，主要用于交易所之间的快速资金转移。

RSK (Rootstock)：将以太坊兼容的智能合约功能带到比特币。

Drivechain：允许比特币通过侧链支持各种应用，如匿名交易、更快的交易等。

状态: 有多个侧链项目正在开发中。

4.4. 其他提议

4.4.1.Schnorr 签名

描述: Schnorr 签名是一种新的签名方案，可以减少交易的大小并提高隐私性。它还允许多个输入的交易进行聚合，从而进一步减少交易大小。

状态: Schnorr 签名的提议正在考虑中。

4.4.2.Taproot

描述: Taproot 结合了 Schnorr 签名和 Merkleized Abstract Syntax Trees (MAST)来提高隐私性和扩展性。它允许用户隐藏未使用的交易输出，从而提高隐私性。

状态: Taproot 的提议正在考虑中。

总的来说，比特币扩容问题及其解决方案是一个复杂的话题，涉及多个技术、社区和经济因素，更涉及到很多有意思的历史事件。

第五章比特币矿业

5.1. 每天新挖 BTC 数量

首先，经过之前的 3 次减半，目前每个区块奖励 BTC 数量为 6.25 个，根据 BTC 网络设置的每个区块时间约 10 分钟，可以计算得出每日挖出 BTC 为 900 个。

根据网络信息查询（https://explorer.btc.com/zh-CN/btc）每日手续费奖励约为 30btc，与新挖 BTC 比例约为 1/30。

5.2. 目前全网算力以及算力分布（2023 年 9 月 30 日）

全网算力 416.69 EH/s

全网难度 57,119,871,304,635 (57.12 T)

每 T 收益（PPS）1TH/s*24H = 0.00000220 BTC

每 T 收益（FPPS）1TH/s*24H = 0.00000233 BTC

主要算力单位：

H/s ：是最小的单位，每秒做一次计算机随机的 hash 碰撞，就叫做 Hash/s 单位简写成 H/s

KH/s : 1KH/s=1000H/s 通常 K=千的意思，每秒 1,000 次哈希

MH/s ：1MH/s=1000KH/s M 是兆，1M=1000 千，1MH/s=每秒 1,000,000 次哈希

GH/s：1GH/s =1000MH/s 每秒 1,000,000,000 次哈希。

TH/s ：1 TH/s =1000GH/s 每秒 1,000,000,000,000 次哈希。

PH/s：1 PH/s =1000TH/s 每秒 1,000,000,000,000,000 次哈希。

EH/s：1 EH/s =1000PH/s 每秒 1,000,000,000,000,000,000 次哈希。

5.3. 主要的矿池以及领导人员

由于比特币全网的运算水准在不断的呈指数级别上涨，单个设备或少量的算力都无法在比特币网路上获取到比特币网路提供的区块奖励。在全网算力提升到了一定程度后，过低的获取奖励的概率。促使一些“bitcointalk”上的极客开发出一种可以将少量算力合并联合运作的方法，使用这种方式建立的网站便被称作“矿池”（Mining Pool）。