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比特币是什么?合法吗?一文了解BTC的全部信息
比特币是一种去中心化的数字资产。它是一种新型资产，加入了现金、黄金和房地产等传统资产的行列。
目录：
什么是比特币？
提起比特币，许多人都觉得既玄乎又难懂，还可能觉得像骗局，看到比特币暴涨暴跌，许多人因此暴富暴贫，又惊疑不已。那么比特币到底是个什么玩意呢？我现在从一个小白的角度出发，用尽量通俗简洁的语言来解释一下。
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2008年11月1日，一个真实身份至今未知的神秘人化名中本聪（Satoshi Nakamoto），发表了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》（也称比特币白皮书），陈述了他颠覆性的设想。中本聪开发出了比特币系统的程序代码并开源共享，2009年1月3日，比特币第一个内存块由中本聪挖出，而后一直绵延至今。
比特币价格从10000个币买2个披萨（2010年5月22日），涨到1个币10000美元（2020年2月10日），凭空制造出上千亿美元的市值，形成了一个遍布全球却没有管理中心的社区，自发运行11年并不断壮大，堪称世界奇迹。比特币里涉及的加密技术、分布式账本、智能合约、共识机制、防伪防篡改、去中心化等技术和思想，被统称为内存块链技术，在金融、物联网、保险、公益等领域有着相当大的应用前景。中本聪本人，则事了拂衣去，深藏身与名，再也找不着了。
正如白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》所示，比特币并不是纸币或者金币银币那样独立的个体，它是一套电子现金系统，与支付宝有一定类似之处，比特币存在于网络上，可以不经过任何中心机构就完成全球转账。比特币也不是一个一个使用的，最小的单位是“聪”，一个比特币等于一亿聪。比特币的发行、支付、验证，完全是自成一系的，与法币并无联系。比特币是一种总量有限，无国界，无发行中心，无管理中心，遍布全球，自由流通的全新货币，更确切地说，比特币是一套在全世界运行的程序，是许多份遍布全球但又完全一致的账本，是一个价值传输网络，它对货币、金融、互联网乃至人类组织形式的影响，都是颠覆性的。
有史以来第一次，货币不再由少数人掌控的权力机构操纵发行；有史以来第一次，人民可以用一串符号或单词来保存财富，抵御通胀，走遍世界都可以使用；有史以来第一次，价值可以在全世界自由流通，全球人民的经济联系，从来没有如此紧密过；有史以来第一次，全世界有了一种公正客观的超主权自由货币；有史以来第一次，人类做到了在无中心管理状态下行动的统一；有史以来第一次，法治真正代替了人治；有史以来第一次，人人平等真正实现了，就算是最高统治者，也必须严格遵守规则，服从人民的共识。
此物一出天下反，一个崭新的世界出现在我们面前。
比特币的运作与发行
比特币是一个价值传输网络，参与比特币系统运作的人（包括用户），就是网络中一个个节点，节点彼此等权，没有中心，相互之间连接完全自由，各自保存着完全一致的比特币账本，运行着遵循相同规则的比特币程序。任何人都可以加入比特币网络，新加入比特币网络的节点，都可以向原有节点要一份比特币账本。
用比特币付款，需要向比特币网络广播付款信息（这里的“广播”意思是向比特币网络中多个节点发送付款信息），收到信息的节点验证信息后会继续广播，一传十，十传百，转瞬间付款信息就会传遍全网，然后由某一记账者记入内存块链账本中。
那么，为什么就有人来记比特币的帐呢？既然谁都可以记账，那又以谁的帐为准呢？怎么确保账本的真实性呢？比特币又是怎么发行出来的呢？
首先，按照比特币的规则，记账是有奖励的。一部分奖励是账单里用户出的手续费，手续费以比特币支付，这个手续费由用户自己定，可高可低，给得高，记账者就倾向于先记这笔手续费高的帐。另一部分奖励则是内存块奖励，打包一个内存块，就获得一定的内存块奖励。按照比特币的规则，内存块奖励起初为50个比特币，每出210000个内存块后，奖励减半，差不多每4年减半一次。内存块奖励一方面调动了大家去记账，另一方面也完成了比特币的发行。按照上述规则，我们可以通过这个式子计算比特币的总量，就是210000×50×（1+1/2+1/4+……），总共2100万个。内存块奖励和手续费是记账者按照比特币的规则自己记给自己的。
有了奖励，而且奖励颇丰，大家当然抢着去记账。为确定以谁的账本为准，比特币有个最长链原则，谁的内存块链账本最长，就以谁的账本为准。制造内存块需要进行大量计算，最长链实际就是凝聚着最大工作量的链。最长链也是最新的账本，记录着最多的账单。
记账者把账单收集起来（记账者会先验证账单真伪，还会验证付款者有无足够的币进行支付），打包成一个内存块。内存块由内存块头和内存块体组成，内存块头里有个记账者自定的随机数，有个难度目标，还有些别的信息。记账者换上不同的随机数，对内存块头进行哈希运算，得到内存块头的哈希值，算出的一个个哈希值就像生成了一个个随机数一样，大小毫无规律，谁先试出小于难度目标的哈希值，他就将该哈希值对应的内存块加在内存块链上，广播给别人，这时候他的链就更长了，大家验证内存块无误后，就都以他的内存块账本为准，并继续广播该内存块至全网。表明以该内存块为准的方式，就是将该内存块头哈希值纳入自己要计算的下一个区块头中。
这个区块头和内存块体是什么关系呢？内存块体里记录了具体的账单，包括记账者自己所得内存块奖励和手续费的账单。内存块头则相当于该内存块的身份信息，里面有版本号、上一个区块头的哈希值、时间戳、难度目标、随机数，还有一个Merkle树根哈希值，Merkle树根哈希值由内存块体里的账单经过一系列哈希运算得到，相当于内存块体里那些账单的摘要信息，只要账单稍有变化，Merkle树根哈希值就会大不相同。同样，只要内存块头稍有变化，内存块头哈希值就会大不相同。通过Merkle树根哈希值，内存块体和内存块头紧密联系在了一起，账单无法篡改；内存块头的哈希值前后衔接，又保证了内存块链环环相扣，无法篡改。
这个哈希运算和哈希值是怎么回事呢？哈希算法又被称为摘要算法，输入任何数据，经过哈希运算后，都会得到一个固定长度的输出值，称为该输入数据的哈希值，一个输入数据的哈希值是唯一且确定的。哈希运算还有两大特点。第一，哈希运算的结果，就像生成了一个随机数一样，只要输入数据稍有变动，哈希值就会大不相同，比如输入一本书的内容，只要多加一个字，哈希值就会面目全非。第二，哈希运算不可逆，输入数据后可以很快算出哈希值，但给出哈希值，就没法反推它的输入数据。反推输入数据在逻辑上也是不可能的，因为输入数据无限，哈希值有限，一个哈希值对应着多个输入数据。
哈希運算和哈希值有各種類型，爭奪比特幣記賬權時算的哈希值是個256位的二進制數。按照比特幣的規則，區塊頭哈希值須小於難度目標，記賬者換上不同隨機數，對區塊頭進行哈希運算，算出哈希值就像生成隨機數一樣，每個數位都可能是0或1，總共有2^256種可能，要求算出的哈希值比難度目標小，就好比在這2^256個數中隨機抽出一個數，要求其小於難度目標。算出的哈希值比難度目標小的概率是：難度目標/2^256。要試出比難度目標小的哈希值，平均試驗次數為：2^256/难度目标。
算出的哈希值前面数位0越多，值就越小，所以也可以不太严谨地认为，算出的哈希值前面若干数位都是0，就可以满足小于难度目标的要求。例如，哈希值前面70位都为0就小于难度目标（此时难度目标的值是2^186）。算出哈希值就像生成随机数一样，每个数位上出现1和0的概率各是1/2，一次就试出前面70位都是0的哈希值，概率是1/2^70（也可以通过2^186/2^256算得），想增大试出的概率只能做更多哈希运算。全世界想获得比特币奖励的人都会加入比特币网络，收集账单，打包成内存块，进行哈希运算，全世界总共要计算2^70次才有一次机会（不同的人打包的内存块里账单不一样，Merkle树根哈希值不一样，即使不同的人输入的随机数一样，计算出的内存块头哈希值还是不一样，这样就能避免大家出现重复计算的情况，保证全世界平均计算2^70次，算出一次前面70位都是0的哈希值）。谁先试出了前面70位都是0的哈希值，他就立马将该哈希值对应的内存块广播出去。大家一接收到该内存块，验证无误后，就继续广播该内存块，并以此为准，在此基础上继续收集账单继续计算，争夺下一个内存块的记账权。内存块链就这样在大家的齐心协力下不断延长，全网的节点都有一份相同且实时更新的内存块链账本。验证、广播、记账等过程，都是由各个节点的比特币程序根据比特币规则自动执行的。
这种试出符合要求的哈希值并获得记账权和比特币奖励的行为，被称为挖矿，专门进行这种计算的机器，就称为矿机，干挖矿这行的人，就叫矿工，记账的手续费，就叫矿工费。
至于难度目标到底是多少，则是由比特币的程序每隔2016个内存块就自动调节一次的，根据之前出块速度和之前难度目标反推全网算力，再根据全网算力设置一个合适的难度目标，让全网平均10分钟能出一个块。这样一来，谁的计算能力强，谁在单位时间内计算次数多，谁就有更大的概率试出符合要求的哈希值，获得记账权和比特币奖励，这种共识机制也被称为工作量证明（PoW）。在工作量证明的机制下，挖矿需要耗费巨大电力。
世界各地的矿工竞相寻找便宜的电力，修建矿场，布置矿机，就形成了目前浩浩荡荡的挖矿局面。由于现在全网算力很高，挖矿难度很大，单枪匹马已经很难挖到矿了，于是大家把算力集中到一个个矿池，矿池更容易挖到矿，然后再按各自贡献的算力大小相应分配收益。
可以看出，比特币的内存块链账本是传遍了全网的，保存在全网的，大家都验证过了的，内存块链通过Merkle树根哈希值和内存块头哈希值环环相扣，累积了巨大的工作量，账本真实可靠，无法篡改，无法销毁。比特币用于转账或支付只需发出一条信息就行了，不用经过任何中心机构，可以轻易地全世界流通。
我们也可以看出，想试出哈希值有多么困难，只要求哈希值前面70位是零，都要试上2^70≈1.18×10^21次才有一次机会，若想试出整个哈希值，全世界所有超级计算机计算能力翻一亿倍，一起算上几万亿年，也试不出来。这些算法，就是比特币安全性的保障。
加密货币为什么有价值？
加密货币与标准货币概念存在相同点，但也有一些明显的差异。虽然PAXG这样的加密货币与黄金等商品挂钩，但大多数加密货币其实都没有基础资产。信任依然对维系加密货币的价值发挥着重要作用。例如，人们意识到比特币的投资价值、了解他人同样信任比特币并且接受其作为支付系统和交易媒介。
对于部分加密货币而言，效用也是一项重要因素。某些服务或平台需要效用代币才能正常使用。因此，需求量大的服务为效用代币赋予价值。加密货币种类繁多，情况各异。每种代币或项目的价值实际上仍取决于自身特性。
比特币的实用性价值
比特币的一大优点是不必依赖任何中间机构，即可在全世界快速转移大量价值。虽然比特币的小额转账费用较高，但数百万美元的转账会划算许多。以下是一笔价值约4500万美元的转账，费用却不到50美元（截至2021年6月）。
虽然具备这种实用性的网络很多，但比特币是规模最大、最安全并且最热门的网络。作为一款Layer 2应用程序，闪电网络让小额交易成为现实。其实，无论金额大小，无国界交易才是真正的价值所在。
比特币的去中心化价值
去中心化是加密货币的一大关键特性。通过规避中央机构监管，区块链为社区用户创造更大的自主权。比特币的开源性质决定了所有人都可以为改善比特币网络贡献力量，
甚至连加密货币的货币政策都以去中心化方式运作。例如，矿工的工作涉及核实和验证交易，同时确保新的比特币能够以可预测的稳定速率加入系统。
去中心化让比特币成为运行稳健、安全可靠的系统。网络中没有任何一个节点能够单凭个人意愿做决定。交易验证与协议更新都需要团体共识，避免比特币管理不善或遭到滥用。
比特币的分散价值
比特币网络让尽可能多的用户参与其中，不断提升整体安全性。接入比特币分布式网络的节点越多，比特币的价值就越大。交易账本在不同用户之间分发，无需依赖单一事实来源。
没有这样的分散性，我们便很难验证多个事实版本。试想一支团队共同通过电子邮件发送一份文件。只要文件在团队成员之间传送，他们就能创造状态各异的不同版本，难有踪迹可寻。
此外，与分布式数据库相比，中心化数据库更易遭到网络攻击及电力中断。服务器故障导致信用卡使用不畅的情况也时有发生。与之相比，比特币这样的系统基于云技术，由全球成千上万用户共同维护，无疑更加安全高效。
比特币的信任体系价值
比特币的去中心化是一项巨大的网络优势，但仍需要一些安全保障。说服用户在大型去中心化网络中协作绝非易事。为了解决所谓的拜占庭将军问题，中本聪实施了工作量证明共识机制，奖励积极响应的用户。
信任是任何贵重物品或商品的重要组成部分。公众对中央银行丧失信任，国家的货币将遭到灾难性打击。同理，如果进行国际汇款，我们必须信任相关的金融机构。与日常使用的其他系统和资产相比，人们对比特币的运作自然而然地给予了更高的信任度。
然而，比特币的用户不需要彼此信任，只需要信任比特币技术。这项技术久经考验，可靠性和安全性值得信赖，源代码向所有人开放。工作量证明是一种透明公开的机制，允许所有人自查自验。不难看出，其价值体现在能够生成几乎丝毫不会出错的共识。
比特币的稀缺性价值
比特币框架内限定的供应量为2100万枚。当比特币矿工在2140年左右挖出最后一枚比特币后，将不再有新币产生。虽然黄金、白银和石油等传统商品的供应量有限，但每年还会探明新的储备。这些新发现致使无法确切计算它们的稀缺度。
从理论上说，一但彻底挖光，比特币应该发生通货紧缩。用户丢失或销毁比特币会导致供应量降低，推动价格上涨。因此，持有者坚信比特币极富稀缺性价值。
比特币的稀缺性也催生出热门的库存流量比率模型。这个模型研究每年的挖矿量和库存总量，试图预测比特币的未来价值。回溯测试证明，它可以非常精准地模拟出过往的价格曲线。根据模型得出的结论，比特币的稀缺性正是价格的主要驱动力。理清价格与稀缺性的潜在关系后，持有者意识到比特币作为价值储蓄工具的价值。我们将在文末进一步探讨这个概念。
比特币合法吗？
据我们所知，比特币在大部分行政辖区并没有被立法机构界定为非法货币。但是，一些行政辖区（如阿根廷和俄罗斯）严格限制或禁止国外货币。
来自不同行政管辖区的监管机构正在采取措施，就如何将这项新技术与正规的，受监管的金融体系结合在一起，为个人和企业提供一些规则。例如，美国财政部的金融犯罪执法网络（FinCEN），就如何描述涉及虚拟货币的某些活动，发布了非约束性的指导。
比特币对非法活动有用吗？
比特币是货币，而货币的使用一直以来都有合法和非法的目的。在被金融犯罪利用的程度上，现金，信用卡和目前的银行系统是远远胜过比特币的。比特币能够带来支付系统的重大革新，这些革新所带来的裨益被认为是远远超过其潜在弊端的。
比特币的设计是提高货币安全性的巨大进步，也是针对许多金融犯罪形式的重要保护机制。例如，比特币完全不可能被仿造。用户完全掌控他们的支付交易，不会像信用卡诈骗那样收到未核实的费用。比特币交易是不可撤消的，避免了诈骗性退单。通过非常强大且有用的机制，比如备份，加密和多重签名，比特币可以保护资金免于盗取和遗失。
一些人担忧比特币对于罪犯可能更具吸引力，因为它可以用来进行私下的和不可撤消的付款。然而，这些功能早已存在于完善的被广泛应用的现金和电汇中。比特币的使用无疑将受制于已经在现有金融体系内发挥作用的类似规定，而且它也不太可能防碍犯罪调查的进行。一般来说，当一些重要突破没有被熟知之前，存在争议是很常见的。其中，互联网就是一个很好的例子可以说明这种情况。
比特币的优势是什么？
支付自由-无论何时何地都可以即时支付和接收任何数额的资金。无银行假日，无国界，无强加限制。比特币允许其用户完全控制他们的资金。
极低的费用-目前对比特币支付的处理不收取手续费或者仅收取极少的手续费。用户可以把手续费包含在交易中来获得处理优先权，更快收到由网络发来的交易确认。另外，也有商家处理器协助商家处理交易，每天将比特币兑换成法定货币并直接将资金存入商家的银行账户。因为这些服务都基于比特币，所以它们可以提供远低于PayPal或信用卡网络的手续费。
降低商家的风险-比特币交易是安全，不可撤消的，并且不包含顾客的敏感或个人信息。这避免了由于欺诈或欺诈性退单给商家造成的损失，而且也没有必要遵守PCI标准。在信用卡无法使用或欺诈率高得令人无法接受的地方，商家也可以很容易地扩展新的市场。最终结果是更低的费用，更大的市场，和更少的行政成本。
安全和控制-比特币的用户完全控制自己的交易；商家不可能强制收取那些在其它支付方式中可能发生的不该有或不易发现的费用。用比特币付款可以无须在交易中绑定个人信息，这提供了对身份盗用的极大的防范。比特币的用户还可以通过备份和加密保护自己的资金。
透明和中立-关于比特币资金供给本身的所有信息都存储在块链中，任何人都可以实时检验和使用。没有个人或组织能控制或操纵比特币协议，因为它是密码保护的。这使得比特币核心被相信是完全中立，透明以及可预测的。
是什么赋予了比特币价值？
比特币的价值来自两个相互支持和加强的相互联系的方面：
它的特点
其网络效应
当网络增长时，其效用也会增长。典型的例子是电话网络。当网络上只有几个人时，它几乎没有价值。但是，当您可以呼叫任何人时，网络就更有价值了。货币网络也是如此。
从历史上看，人们使用从贝壳到瓶盖的所有东西作为货币，但可以说最持久的货币形式是黄金。为什么？
人们之所以选择黄金，是因为黄金有三个关键特征：希有性、耐用性和可分割性。这些特征使黄金成为储存和交换价值的有用方法。由于黄金在这方面的效用，黄金“网络”随着时间的推移而增长，直到黄金几乎被普遍认为具有价值。数百年来，黄金是世界大部分地区的主要记账单位和储备货币。最近，美元在很大程度上取代了黄金，尽管黄金确实继续具有价值。
比特币经常被拿来与黄金相提并论，因为它具有相似的特征。即：
它的供应量有限
比特币将只有2100万枚，这意味着与贝壳、盐和现金等其他货币相比，比特币是罕见的。
当事物并不稀有时，它们的价值会随着时间的推移而降低。如果将其用作货币，则会导致购买力降低，购买力是可以用一定数量的货币购买的商品和服务的数量。
它很容易被分割
您可以将一个比特币分成1亿块（1亿个卫星），而1美元可以分成100块（100美分）。这意味着世界永远不会“耗尽”比特币。它总是可以分成越来越小的部分。
经久耐用
互联网是持久的，因为它是由全球计算机系统网络组成的。同样，一个由独立操作的计算机组成的庞大的全球分布式网络跟踪比特币的所有权。这确保了没有比特币丢失。
除此之外，比特币还有其他一些重要特征，可以改善黄金的货币属性。这些是：
它更便携
向世界上任何人发送任何数量的比特币都可以在几分钟内完成。
它更容易验证
验证比特币的真实性很容易。实际上，与许多黄金骗局相反，使用假比特币进行交易实际上是不可能的。许多黄金验证方法证明了这一点。
它具有更强的网络效应
尽管比特币始于2009年，比黄金新得多，但比特币的网络效应得益于互联网的规模和速度。这是因为比特币是一种数字资产，其支持者是数字原住民。因此，尽管拥有比特币的人数从2009年的零增长到今天的1亿多，但在同一时期拥有黄金的人数仍然相对停滞不前。比特币网络将变得多么广泛还有待观察，但如果它要达到与黄金相同的市值，每个比特币的价值将约为500,000美元。
比特币是如何运作的？
首先，让我们从钱通常如何出现在银行开始。银行里的钱出现在分类帐上。
工资和租金等交易记录为修改总余额的存款和取款。
您必须相信银行会跟踪其分类帐上的所有交易和余额。这样，银行就是一个值得信赖的第三方或中间人。不幸的是，银行经常犯错误，足以证明银行对账单公司和个人用来捕捉银行错误。
比特币也有一个账本，但它是一个去中心化的账本。与银行或信用卡公司不同，比特币账本上的交易由去中心化的“节点”网络验证。节点是运行比特币软件的人，任何人都可以成为节点，而无需征得许可。
比特币的账本只能附加新交易。换句话说，数据只能添加，不能编辑或减去。这很重要，因为它几乎不可能改变比特币账本的历史。
附加的交易被放入一个内存块中。该内存块以加密方式连接到前一个内存块，形成一个内存块链（“内存块链”），该内存块可创建可追溯到第一笔交易的不间断记录。
比特币网络中的节点（再次是人）必须同意交易是有效的，尽管彼此不信任，并且有人可能试图在交易中撒谎。
长期以来，让一群陌生人尽管无法相互信任，但对某事的真相达成一致一直是一个难题——这就是为什么全球金融一直依赖银行等少数值得信赖的真相来源。比特币是第一个以实际方式解决这个问题的人。
比特币网络按照一套规则运行。这些规则管理着一些事情，比如确保余额的支出不会超过他们所拥有的，以及其他事情，比如可以创造多少比特币。每当有新的交易时，节点都会检查以确保交易符合规则，然后将其传递给它们连接到的其他节点。
去中心化网络中的节点必须同意交易有效，才能将交易添加到账本中，节点同意的过程称为共识。加密资产世界中有几种共识机制，但比特币使用的机制称为工作量证明（PoW）。
PoW是一种在数学上有保证的达成共识的方式，它的工作原理是迫使参与者证明他们已经完成了一些消耗能量（功）的任意计算。花费精力的要求很重要，因为它使不良行为者的参与成本极高。
从事比特币工作量证明的一群人被称为“矿工”。比特币挖矿是“铸造”（创造）新比特币的过程，是网络系统的重要组成部分，无需依赖中心化机构即可达成共识（同意“真相”）。挖矿对于确保网络安全也至关重要。
