OKEx老玩家告诉你比特币系统的交易特征

有一句话叫做，存在即合理。笔者作为比特币的忠实信仰者，在OKEx这三年来摸爬滚打。比特币自 2009 年**创世区块被挖出以来，已经运行了 10 多个年头。在这些年中比特币被越来越多的人了解和认可，价格总体趋势是不断上涨的。虽然有时价格波动很大，但是比特币的底层技术和比特币系统是相对稳定的。比特币在没有一个中心化组织管理和维护的情况下，其市值由零增长到**将近 2 万亿。比特币系统有哪些交易特征？为什么比特币交易系统能实现这些功能？

下图来自OKEx

比特币系统的交易特征

比特币，一种点对点的电子现金系统。如果你以为比特币系统就是比特币的话，你将离真相越来越远。事实上比特币只是比特币系统最表层的应用，而在应用层的背后才是比特币系统的底层技术。可以说没有这两个底层技术，比特币就不能自动发行和交易，是它们使得比特币拥有了去中心化、去中介化、避免双重花费等功能。在这里先普及几个名词，去中心化、去中介化、避免双花分别是什么意思。

1.去中心化

在一个分布有众多节点的系统中，每个节点都具有高度自治的特征。节点之间彼此可以自由连接，形成新的连接单元。任何一个节点都可能成为阶段性的中心，但不具备强制性的中心控制功能。节点与节点之间的影响，会通过网络而形成非线性因果关系。这种开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构，我们称之为去中心化。

随着主体对客体的相互作用的深入和认知机能的不断平衡、认知结构的不断完善，个体能从自我中心状态中解除出来，称之为去中心化。

2.去中介化

资源的配置在传统的市场中不容易达到分秒的效率，当然有了互联网之后资源的配置是通过网络来实现的，比如市场中有的平台其提供的产品是需要供需双方来达成一致，或者通过供需来进行深化合作，比如现在的P2P,在资源（金钱）的配置中有一定的交互性，这个交互性能够让投资者与借款人达成一致，双方通过一定的协议来完成这个行为之后的事情，相对于传统来讲，这个中介平台的性质不会具有传统中介的影子，这个中介在效率上要比之前高很多，虽然也算是中介，但是中介的一些不好特性能够有效避免，当然投资人在做这样的理财时候需要擦亮眼睛，毕竟在金融理财过程中，信息是不全对等的，所以对于关键信息不能得到很好的确认，那投资人就需要考虑了。

在之前的发展中，很多资金是通过传统中介来实现，比如证券公司、交易所等市场，而现在通过互联网这样的中介机构还是有的，当然它的提供的功能依然可以通过互联网来实现，而对于投资人来讲是有效的，之后引入智能投顾（或者智能投顾发展的水平更高了）会大大提高交易中介机构的效率，提供更好的服务，而中介这样的功能也将会被推新。

3.避免双花

双重支付就是双花问题，意思就是我手里只有100元，但是我消费了200元甚至更多。也就是手里的100元可以多次使用。

在中本聪首先提出了“双重支付”的问题之前，在网络上解决这种问题都是依赖第三方权威机构来验证数据的真实性和有效性。

在数字货币系统中，同样存在“双花”问题，这是由于数据的可**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。

作为去中心化的点对点价值传输系统，为了解决“双花”问题，比特币通过UTXO和时间戳等技术的整合来解决双花问题。

具体来说，当一笔交易被广播到区块链网络之后，接收到交易的节点会对交易进行验证，检查其是否被花费过，即是否存在于UTXO中。如果交易输出已不存在于未花费交易列表中，则验证失败。

下图来自OKEx

比特币系统的数据结构

1.哈希指针

哈希指针用于区块与区块之间的连接作用，同时也为了保证区块内容不被篡改。

有计算机基础的都知道普通指针（计算机系统的内存指针），哈希指针跟普通指针很类似，只不过将普通指针中的指针换成了区块链中的哈希值。

2.区块链

区块链就是一个一个的区块组成的链表，区块链和普通的链表的区别在于区块链使用哈希指针。比特币中一个区块主要包含两部分，一个是block header 这里主要包含上一个区块的哈希值、时间戳、挖矿难度、工作量证明随机数、该区块链交易Merkle Tree的根哈希值。

取哈希的时候是将整个区块的header内容放在一起取哈希，每一个区块哈希的取得是将前一个区块header里面的全部内容拼接在一起取哈希得到的，如区块3的哈希是将区块2 header里面的值拼接在一起取哈希得到的。这种数据结构有一个很重要的性质是我们只要保存**的哈希值就可以检测出对区块链中任何部位的修改。有了这个性质比特币节点中有些节点就不必保存整条区块链的内容。比如一个节点只保存最近的几个节点，如果要用到以前的节点可以从系统中的其它节点来要这个区块。

下图来自OKEx

3.Merkle Tree

默克尔树是一种哈希二叉树，它是一种用作快速归纳和校验大规模数据完整性的数据结构。这种二叉树包含加密哈希值，术语“树”在计算机学科中常被用来描述一种具有分支的数据结构。

在比特币网络中，默克尔树被用来归纳一个区块中的所有交易，同时生成整个交易集合的数字指纹，且提供了一种校验区块是否存在某交易的高效途径。

生成一棵完整的默克尔树需要递归地对哈希节点对进行哈希，并将新生成的哈希节点插入到默克尔树中，直到只剩一个哈希节点，该节点就是默克尔树的根。默克尔树可以理解为一颗倒立的树，这棵树每个树杈只能分两个树枝出来，最终每个最小树枝上都会挂两片叶子。

这里的每片叶子就是一笔交易记录，每个树杈的分叉点就是一个哈希值，每个哈希值都是根据树杈分出的两个树枝的分叉点或者叶子的哈希值计算出来的。这些这些分叉节点的哈希值向上一级分叉点汇聚，再进行哈希计算生成一个哈希值。以此类推，最终汇聚到树根上，这个树根计算出来的哈希值就是根哈希值。通过这种结构能够快速对其中的某笔交易进行定位。

比特币系统的结构

比特币系统是一种去中心化的、非基于信任的系统。它从底层到表层包括三层分别为：通用协议层、比特币协议、比特币。我们平时说的比特币，是比特币系统表层的加密数字部分。矿工们靠算力竞争获得新区块的记账权，从而获得比特币奖励，这个获得比特币的过程靠比特币本身是无法完成的，这就需要比特币的下一层应用协议层来完成，记录处理比特币的发行和比特币的转账等，这就类似于现实世界的央行发行货币，商业银行处理各种转账交易。

应用协议层只负责发行比特币和处理比特币的交易信息，但是实现这些功能需要下推一层至通用协议层，这里主要负责分布式账本和去中心网络。 通用协议层是比特币系统的**层技术，有了这一层才能实现比特币区块链的分布式存储、去中心化和去中介化的交易等特征。怎么理解？可以想象成一个三层蛋糕，**层是通用协议层，在比特币系统最终的目的是产生比特币，让大家任何使用比特币。如果把比特币类比为现实世界中的资金的化，那么比特币协议层类似于会计是记录资金流动情况的，**层的通用协议层就类似于会计准则。总之，底层技术是为它上层应用服务的。

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笔者寄语

比特币在全球的影响力越来越大，年产量却越来越少，国内很多投资者都开始跃跃欲试，这场收益亏损并存的数字货币大战还将持续很多年，挖矿的产业链也将继续多年。现在是区块链时代，我们需要随时关注、学习新鲜知识，如果你想入场，推荐一个笔者正在用的平台，OKEx，全球**交易所之一，安全性和服务质量是值得大家依赖的。

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