加密基礎知識筆記：加密貨幣之比特幣

WEEX 唯客博客，   本文來源：話李話外DAO 一、關於比特幣 （一）基礎介紹 比特幣(Bitcoin)是一種數字貨幣，在區塊鏈技術的基礎上運行，本文主要針對加密貨幣比特幣的知識進行詳細梳理。 最早由中本聰(Satoshi Nakamoto) 2008年10月31日在P2P foundation網站發布《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System(比特幣：一個點對點的電子現金系統)》。距今已有16年，比特幣最大漲幅已超9600萬倍，詳見下圖所示。 （上圖截止到2024年8月數據） 比特幣相當於一個去中心化大賬本，沒有獨立的管理人，任何人都可以記賬，每個區塊就是這個賬本中的一頁，系統自動生成比特幣作為獎勵。這個過程就是日常中我們聽到的挖礦。 每隔十分鐘全體礦工同時計算同一道問題，最先算出答案的礦工就獲得記一頁賬的權利，記賬完成後他將獲得一定量的比特幣。這就是比特幣發行的過程。 在比特幣網路中，新幣的生產速度是預先設定的，每個交易區塊的生成時間保持在10分鐘左右，最初每成功搶到一個塊的獎勵是50個比特幣。 （二）比特幣減半 區塊鏈的規模每達到21萬的整數倍(每四年會達到一次)，成功搶到塊獲得的獎勵便會減半：先從50個比特幣減少至25個，再從25個減到12.5個。以此類推，大約到2140年整個系統將產生 2100萬比特幣，達到事先設定好的總量上限。之後比特幣不再增加，比特幣礦工的收益將由轉賬手續費支付。 所謂比特幣減半，減半的是不是幣值，而是記賬的獎勵（挖礦）。 那這個獎勵具體是多少呢？ 第1~210000個區塊，每個區塊的記賬獎勵（即挖礦）是50個比特幣。 第210001~420000個區塊，每個區塊的獎勵降到25個。 依次類推，總之每完成21萬個區塊的記帳，獎勵就減一半。 比特幣平均每十分鐘出一個區塊，這樣算下來，每次出完210000個區塊都需要花四年左右，也就是每過四年獎勵減半。 （三）比特幣減半行情 這是第一次減半前後的走勢圖： 可以看到，2012年11月28日時，什麼也沒發生，到次年3月才開始漲（中間隔了3個多月），漲到266又開始回落，然後等到2013年11月才又開始暴漲，此時距離減半已經隔了整整一年。 這是第二次減半前後的走勢圖： 可以看到，2016年7月10日減半之前，已經漲過一輪，減完反而跌了一波，又等到2017年初才又開始漲。 這是第三次減半前後的走勢圖： 人人都知道每4年會減半，那你就無法利用這個信息來投機。 （四）比特幣發展大事記 2008年：一位使用化名中本聰的人發表了一篇白皮書，概述了一個「全新的電子現金系統，完全點對點，無需信任第三方」的計劃。 2009年：第一個比特幣被挖掘出來。 2010年：一位名叫Laszlo Hanyecz的程序員進行了第一筆比特幣交易，用10,000個比特幣購買了兩個Papa John的比薩。 2010年11月1日， 比特幣logo誕生：一位不知名藝術家使用「Bitboy」之名創建，直到今天，「Bitboy」的身份仍然未知。 2010年12月12日，中本聰最後一篇文章：中本聰在bitcointalk.org上發表最後一篇文章，他添加了一些DoS限制並刪除了之前引入的警報系統安全模式。 2011年6月，第一次比特幣泡沫：雖然比特幣誕生於 2008 年，但直到 2011 年其價格才真正開始飆升。2011 年初期比特幣的交易價格一直低於每枚 1 美元，但到 2011 年 6 月，每枚比特幣的價格已升至 31 美元以上。但因Mt. Gox 交易所因大規模黑客事件導致 25,000 枚比特幣被盜，到 2011 年 11 月比特幣價格已跌至 2 美元。 2012年11月18日，比特幣首次減半：比特幣第一次減半事件發生在區塊高度210,000，區塊獎勵從50枚比特幣減少到25枚比特幣。 2013年3月18日，比特幣市值首次突破10億美元 2016 年7 月9 日，比特幣第二次減半：比特幣第二次減半發生在區塊高度420,000，區塊獎勵從25枚比特幣降至12.5 BTC。 2017年11月，芝商所正式推出比特幣期貨交易，比特幣衝上1.9萬美元的高位。 2018年1月，傳奇人物Lazlo Hanyecz通過閃電網路成功再次購買披薩。 2020年5月25日，比特幣第三次減半：比特幣第三次減半事件發生在區塊高度630,000，區塊獎勵從 12.5枚 比特幣減少到 6.25枚比特幣。 2021年2月8日，特斯拉宣布接受比特幣支付 2021年2月19日，比特幣市值突破1萬億美元 2021年4月，比特幣價格達到65000美元 2021年6月，中國禁止比特幣挖礦，比特幣一度跌破3萬美元，比特幣算力向美國遷移 2021年9月7日，比特幣成為薩爾瓦多的法定貨幣 2021年11月，比特幣價格達到上一輪ATH 69000美元 2023年，比特幣生態發展大年：Ordinals、Inscriptions、BRC20、Atomical、ARC20、Bitstamp、SRC20、Rune、Taproot Assets、RGB等新概念層出不窮，2023年一年的發展是之前數年發展之和。 2024年1月，美國SEC批准11隻比特幣現貨ETF上市。 2024年3月，受比特幣現貨ETF刺激比特幣價格漲至73000美元，首次在減半前突破前高。 2024年4月，比特幣第四次減半。 2024年至今，比特幣layer 2的崛起。 二、閃電網路（Lightning Network） （一）基礎介紹 是⼀種⽐特幣Layer 2協議，通過在交易雙⽅之間建⽴⽀付通道來提⾼⽐特幣的交易速度和隱私性。閃電網路的主要思路 — — 將大量交易放到比特幣區塊鏈之外進行，只把關鍵環節放到鏈上進行確認。 該設計最早於 2015 年 2 月在論文《The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments》中提出。閃電網路主要通過引入智能合約的思想來完善鏈下的交易渠道。核心的概念主要有兩個：RSMC（Recoverable Sequence Maturity Contract）和 HTLC（Hashed Timelock Contract）。前者解決了鏈下交易的確認問題，後者解決了支付通道的問題。 在閃電網路中，兩個用戶之間可以建⽴⼀個⽀付通道。這通常通過在⽐特幣區塊鏈上創建⼀個特殊的交易來實現，這個交易將⼀定數量的⽐特幣「鎖定」在⼀個多重簽名的錢包中。這個交易被稱為「資⾦託管交易」，它標誌著⽀付通道的開啟。 在傳統的區塊鏈網路中，每個節點在將每筆交易作為一個整體廣播到網路後進行處理。結果，當網路變得更加繁忙時，交易可能會處理緩慢併產生高額費用。閃電網路通過在用戶之間建立支付通道網路，使鏈下交易可以瞬間完成，無需等待底層區塊鏈網路的確認。 （二）閃電網路的運作方式 1.通道開啟：兩個用戶可以共同創建一個閃電網路通道，其中每個人都要在區塊鏈上鎖定一部分比特幣作為通道的初始資金。這些資金將被用於通道內的離鏈交易。 2.離鏈交易：在通道開啟后，兩個用戶可以在通道內進行多次的離鏈交易，這些交易不會實際上被提交到主區塊鏈上，而是只在通道內部進行結算。 3.通道關閉：當用戶希望結束通道並將最終的交易結果提交到主區塊鏈上時，他們可以關閉通道。這會將最終的交易狀態記錄在區塊鏈上，完成結算。 三、比特幣UTXO模型 比特幣的交易都需要指定輸入和輸出，輸入就是付款方要使用的UTXO（Unspent Transaction Output，未花費的交易輸出），輸出就是支付給收款方的UTXO。 UTXO怎麼理解呢？舉個栗子： 假如A和B的錢包中都有10塊錢，現在A要給B轉5塊錢，那麼通過以太坊的方式（以太坊採用的賬戶餘額模型）進行轉賬的話，只要將A的錢包餘額修改為5塊，再將B的錢包餘額修改為15塊，這個交易過程就完成了。 但如果採用UTXO模型進行交易的話完全就不同了。A需要將10塊錢作為一個整體花出去，然後這張10塊錢會在比特幣網路中被拆成兩張5塊，其中一張轉移給B，一張重新返回給A。這個過程相當於是，B的錢包收到了一張新的5塊。而A的錢包裡面收到找零的4塊（假設曠工費扣掉1元），這個和你拿著毛爺爺去線下花有點類似。 然後，我們回到銘文這裡。假如你為了打銘文從交易所提了0.1個BTC到錢包（即你現在持有一個0.1BTC的UTXO），當你去鑄造（交易）銘文時，這唯一的一個UTXO會在「提交階段」被花出，假設對應的銘文需要0.05BTC，那麼多餘的比特幣理論上就會返回給你的地址。但因為你的地址現在只有一個UTXO，且正好趕上了比特幣現在的出塊時間需要10分鐘（這裡假設是10分鐘，也可能更長時間），那麼，在這10分鐘內你地址的UTXO相當於為0（因為已經花費中的UTXO不能再次被花費），也就意味著，你無法再創建一個新的UTXO，因此銘刻就會失敗，這也是為什麼會顯示餘額不足的底層原因。 四、盤點比特幣主要生態發展情況 （比特幣生態版圖） 什麼是比特幣Layer2？ Layer2 是建立在 Layer1 之上的獨立區塊鏈網路，目的就是將 Layer 1 的大部分交易打包到 Layer2 以減輕壓力，擴大容量。 註：比特幣生態知識體系思維導圖（公眾號私信回復「比特幣導圖」可獲得高清原圖） 知識索引 比特幣 Layer2 的發展歷程簡述 SegWit（Segregated Witness）：2015年12月，由 Bitcoin Core 開發者 Eric Lombrozo、Johnson Lau 和 BlockStream 聯合創始人 Pieter Wuille 提出的比特幣擴容改進提案 。 SegWit（BIP141）在2017年實施。SegWit 升級后帶來的最顯著的優勢是增加了區塊容量，為 Layer2 發展奠定了基礎。 Taproot：2018年1月，由 Bitcoin Core 開發者 Greg Maxwell 發布的 Taproot 提案於2021年正式實施。Taproot 是自 SegWit 以來的重大升級，旨在提升隱私性、簡化交易驗證並提高效率，以及更複雜的智能合約處理能力。 這些升級為比特幣 Layer2 的發展鋪平了道路。主流的 Layer2 解決方案包括： 狀態通道（State Channels）：允許參與者在不需要將所有交易記錄在區塊鏈上的情況下進行多次交易。 側鏈（Sidechains）：獨立於主鏈運行的區塊鏈，允許資產在主鏈和側鏈之間轉移。 Rollup：通過將大量交易打包並提交到主鏈，提供高效的擴展解決方案。 PoS 擴展：基於權益證明（PoS）的擴展解決方案，進一步提高網路的擴展能力和效率。 五、比特幣ETF （一）什麼是ETF（Exchange-Traded Funds） 交易所交易基金（ETF）是一種在股票交易所交易的投資基金，其交易方式與股票類似。ETF持有資產，如股票、商品或債券，並通常運作有一個仲裁機制，旨在使其交易價格接近其凈資產價值。 比特幣ETF是投資基金，允許人們在不實際擁有加密貨幣的情況下間接投資比特幣。因為ETF存在於傳統金融體系中，比特幣ETF為更廣泛的投資者群體打開了大門。 2024年1月，美國證券交易委員會已經批准了11隻在美國上市的比特幣現貨ETF。 （二）現貨和期貨加密貨幣 ETF 有什麼區別 1、標的資產：現貨比特幣 ETF 直接持有比特幣作為標的資產。這意味著該基金擁有並管理實際的比特幣。ETF 的價格會跟蹤比特幣的價格變動，並具有多種嵌入機制來確保價格保持相關性。而期貨比特幣 ETF 持有的期貨合約通常以比特幣為標的資產。這些合約代表在未來某個日期以預定價格買賣比特幣的協議。 2、交易機制：現貨比特幣ETF 跟蹤比特幣的實時價格。當交易者購買現貨比特幣 ETF 的股票時，該基金會購買並持有等值的比特幣。期貨比特幣 ETF 持有並因此跟蹤比特幣期貨合約的價格，這些合約在受監管的期貨交易所交易並有到期日。ETF 的表現與這些期貨合約的表現相關，而不是比特幣的現貨價格。 3、風險概況：現貨比特幣 ETF 承擔與擁有和管理比特幣相關的風險，ETF 的價值可能會根據比特幣的價格變動而波動。期貨比特幣 ETF 會帶來額外的風險，例如期貨合約到期的風險以及比特幣期貨價格與現貨價格之間可能出現的價格差異。這些 ETF 還具有與期貨交易相關的市場和流動性風險。 本小節內容我們就分享到這裡，這是《加密基礎知識筆記》系列連載的第二部分內容，知識架構圖裡面的更多內容我們會持續進行連載分享。完整版的《加密基礎知識筆記》會在連載更新完畢之後，統一整理成PDF並提供下載閱讀。 註：以上部分內容來自於網路，若有標註錯誤或其他任何問題建議、請直接留言告知我們即可。本文所有信息僅用於學習記錄與科普交流之用，均不應被視為投資建議。 WEEX唯客交易所官網：weex.com