BTC
BTC是一种加密货币，其核心技术是区块链。区块链是一种分布式账本，通过共识机制来维护一个不可篡改的交易记录。
1. btc的发行
btc依靠挖矿奖励发放货币，区块链目标每10min生成一个新区块，并给予矿工BTC奖励。预计2140年发行完毕，届时总数量为2100万。
2. btc的用户交易
BTC的交易在通过钱包进行，交易由用户A钱包生成，广播至比特币网络，旷工节点对交易进行验证，成功后进入交易池，等待旷工打包。这时会有很多旷工节点之间进行记账竞争，成功生成新区块的旷工会讲交易信息打包进新区块中，并获得交易费btc奖励。新区块后的6个区块后，该交易被认为足够安全，不可逆转。
区块奖励和交易费是旷工的收入来源
1. 比特币整体架构
btc是一个去中心化数字货币系统，底层采用了区块链的技术。
区块链由一系列按时间顺序练级的区块组成，每个区块包含一定数量的交易记录，并通过密码学手段与前一个区块关联，从而形成一条不可篡改的链条。
- 去中心化： 所有节点平等参与网络维护。
- 分布式账本： 每个节点都存有完整或部分账本，实现信息共享和冗余备份。
2. 共识机制 ——工作量证明
BTC使用PoW算法作为共识机制，确保网络中所有节点就账本状态达成一致。
- 工作量证明过程：
- 矿工竞争： 各节点（矿工）争相计算一个满足难度目标（即哈希值低于目标值）的随机值（nonce）
- 哈希运算：利用SHA-256算法对区块头进行hash，矿工不断改变nonce值直到找到符合条件的hash值。
- 难度调整：为维持平均10分钟出一个区块的目标，比特币网络每2016个区块（约两周）调整一次挖矿难度。
- 安全性保证：PoW使得攻击者需要投入巨大计算资源才能篡改区块链，进而保证账本不可逆转。
3. 区块验证与交易结构
区块结构
每个区块包含两个主要部分：
- 区块头（Block Header）: 包含版本号、前一区块哈希、Merkle树根、时间戳、难度目标和随机数（nonce）。
- 区块体（Block Body）：包含一组交易记录。
交易验证与Merkle树
- 交易构成：每笔交易记录了输入（UTXO,未花费输出）和输出（指定比特币地址以及金额）的信息，并通过数字签名保证合法性。
- 数字签名： 采用椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）确保交易只能由拥有相应私钥的用户发起，保证交易的真实性和不可否认性。
- Merkle树：将所有的交易记录哈希后构建出一个Merkle树，其根哈希（Merkle Root）记录在区块头汇总。这种结构既能高效单个交易，又能保证区块中数据的一致性和完整性。
4. 分布式网络与区块传播
- 点对点网络（p2p）：比特币节点通过一个去中心化的p2p网络相互连接。
- 区块和交易传播：当旷工发现新区块时，会广播给网络中其他节点，节点在验证后将新区块添加到本地账本；同样，同时发起的交易也通过网络广播，并被旷工打包进区块。
- 防止双重支付：通过广播和全网共识，确保每笔交易只被交易一次，防止同一币被重复使用。
5. 激励机制与经济模型
- 区块奖励：矿工成功挖到新区块后，会获得一定数量的新发行比特币（区块奖励）和该区块内交易的手续费。
- 减半机制：每 210,000 个区块（约4年）区块奖励减半，控制比特币的总发行量，直至总量达到 2100 万枚。
- 手续费激励：随着区块奖励不断减半，交易手续费逐步成为矿工的重要收入来源，保障矿工继续维护网络安全。
6. 抗攻击与安全特性
- 不可篡改性： 每个区块与前一区块哈希相连，篡改任意区块都会导致后续区块无效，且重新计算 PoW 需要庞大算力。
- 分布式存储：全网节点共同存储完整账本，即使部分节点失效，系统仍然可用。
- 51%攻击：网络安全依赖于算力分布，多数节点（超过 50% 算力）控制后，攻击者理论上可以重写交易历史，但实际操作成本极高。
