Bitcoin é uma criptomoeda baseada na descentralização, usando rede peer-to-peer e iniciativa de consenso, código aberto, com blockchain como a tecnologia subjacente, e é o primeiro sistema a aplicar a tecnologia blockchain. Bitcoin é um sistema de pagamento eletrônico que não se baseia no crédito de uma autoridade, mas nos princípios da criptografia, que permite que ambas as partes de qualquer transação acordada façam pagamentos diretamente, sem o envolvimento de qualquer instituição de terceiros. Os principais conceitos do Bitcoin incluem transações, servidores de carimbo de data/hora, prova de trabalho, networking, incentivos e muito mais. As transações são a parte mais importante do sistema Bitcoin. Todo o resto no Bitcoin é para garantir que as transações possam ser criadas, propagadas pela rede, verificadas e, finalmente, adicionadas ao livro-razão de transações global (blockchain). A essência das transações Bitcoin são estruturas de dados, e essas estruturas de dados são a codificação da transferência de valor dos participantes da transação Bitcoin. O blockchain Bitcoin é um livro-razão global de dupla entrada onde cada transação Bitcoin é um registro público no blockchain Bitcoin. Bitcoin define uma e-coin como uma cadeia de assinaturas digitais, e a transferência de moedas é realizada pelo proprietário assinando a transação anterior e a chave pública do próximo proprietário, e colocando essas duas assinaturas no final da moeda. Os destinatários podem verificar a propriedade da cadeia verificando assinaturas. Bitcoin usa tecnologia de criptografia assimétrica, a chave pública é o número da conta do usuário, quando o usuário quer consumir Bitcoin, o usuário precisa assinar com a chave privada, o sistema usará o número da conta, ou seja, a chave pública para verificar se a assinatura está correta, e de acordo com o número da conta do usuário da transação histórica para calcular o valor real da conta corrente, para garantir que os fundos do usuário estão dentro do valor real da conta, cada registro de transação precisa ser assinado com a chave privada, o sistema usa a chave pública para verificar se a assinatura está correta, e a verificação está correta. Em seguida, verifique se o valor da transferência no registro inserido está correto, e o método de verificação é calcular todos os registros de transações anteriores da chave pública para chegar ao valor atual da conta, se não exceder esse valor, é legítimo. Combinado com o princípio de eventual consistência sob a estrutura de rede P2P e a estrutura em cadeia do livro-razão, um invasor precisa de mais poder de computação do que o cluster atual para criar outra ramificação do livro-razão, e o invasor só pode mudar sua própria conta, então o retorno desse ataque é extremamente baixo, e para o Bitcoin, o poderoso poder de computação torna o Bitcoin mais robusto. O Bitcoin usa um mecanismo de prova de trabalho para competição de poder de computação para permitir que os nós resolvam um problema matemático SHA256 complexo, mas simples, e o nó que resolver o problema mais rápido será recompensado com direitos de contabilidade de bloco e bitcoins gerados pelo bloco. Este problema pode ser entendido como encontrar um nonce adequado através da pesquisa de força bruta de acordo com o valor de dificuldade atual, de modo que o valor SHA256 duplo de cada metadados no cabeçalho do bloco é menor ou igual ao valor de destino. O Bitcoin ajusta automaticamente o valor de dificuldade para garantir um tempo médio de geração de blocos de 10 minutos. Quanto maior o valor de dificuldade, mais zeros à esquerda no hash do cabeçalho do bloco e mais difícil é encontrar com sucesso um número aleatório adequado e minerar um novo bloco. O Bitcoin usa uma arquitetura de rede peer-to-peer (P2P) baseada na Internet, onde todos os nós da rede são iguais, não há serviços e hierarquias centralizados e eles estão conectados uns aos outros em uma topologia plana. Quando um novo bloco é gerado, o nó que gerou o bloco transmite os dados do bloco para a rede, onde outros nós o verificam. A propagação de dados de bloco do Bitcoin consiste principalmente nas seguintes etapas. (1) Difundir novas transações para todos os nós da rede. (2) Cada nó coletará novas transações e as empacotará em um bloco. (3) Cada nó está empenhado em encontrar uma prova de trabalho difícil para o seu bloco. (4) Quando um nó encontra uma prova de trabalho, ele transmite o bloco para todos os nós. (5) Somente se todas as transações no bloco forem válidas e não existirem antes, outros nós aceitarão o bloco. (6) Outros nós indicam que aceitaram o bloco criando um novo bloco na cadeia com o hash do bloco aceito como o valor de hash anterior. Todos os nós consideram a cadeia mais longa como a cadeia correta, e continuam a estendê-la, se dois nós transmitirem um novo bloco que será selecionado de forma diferente ao mesmo tempo, então ambos os blocos serão mantidos, e ramificações aparecerão na cadeia, e quando cada ramo continuar a crescer, todos os nós escolherão a ramificação mais longa como a cadeia principal e continuarão a criar blocos atrás dela. A primeira transação de cada bloco de Bitcoin inclui o Bitcoin recém-emitido e outras taxas de transação pagas ao criador, o que incentiva os nós a serem mais favoráveis ao Bitcoin, que é um método de distribuição de dinheiro eletrônico para circulação na ausência de uma autoridade centralizada para emitir dinheiro, semelhante à mineração de ouro para injetar ouro em circulação. Se um invasor mal-intencionado tiver mais poder de computação total do que um nó honesto, ele descobrirá que quebrar o sistema prejudicará sua riqueza, e permanecer honesto permitirá que ele obtenha mais dinheiro eletrônico.
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Bitcoin é uma criptomoeda baseada na descentralização, usando rede peer-to-peer e iniciativa de consenso, código aberto, com blockchain como a tecnologia subjacente, e é o primeiro sistema a aplicar a tecnologia blockchain. Bitcoin é um sistema de pagamento eletrônico que não se baseia no crédito de uma autoridade, mas nos princípios da criptografia, que permite que ambas as partes de qualquer transação acordada façam pagamentos diretamente, sem o envolvimento de qualquer instituição de terceiros. Os principais conceitos do Bitcoin incluem transações, servidores de carimbo de data/hora, prova de trabalho, networking, incentivos e muito mais. As transações são a parte mais importante do sistema Bitcoin. Todo o resto no Bitcoin é para garantir que as transações possam ser criadas, propagadas pela rede, verificadas e, finalmente, adicionadas ao livro-razão de transações global (blockchain). A essência das transações Bitcoin são estruturas de dados, e essas estruturas de dados são a codificação da transferência de valor dos participantes da transação Bitcoin. O blockchain Bitcoin é um livro-razão global de dupla entrada onde cada transação Bitcoin é um registro público no blockchain Bitcoin. Bitcoin define uma e-coin como uma cadeia de assinaturas digitais, e a transferência de moedas é realizada pelo proprietário assinando a transação anterior e a chave pública do próximo proprietário, e colocando essas duas assinaturas no final da moeda. Os destinatários podem verificar a propriedade da cadeia verificando assinaturas. Bitcoin usa tecnologia de criptografia assimétrica, a chave pública é o número da conta do usuário, quando o usuário quer consumir Bitcoin, o usuário precisa assinar com a chave privada, o sistema usará o número da conta, ou seja, a chave pública para verificar se a assinatura está correta, e de acordo com o número da conta do usuário da transação histórica para calcular o valor real da conta corrente, para garantir que os fundos do usuário estão dentro do valor real da conta, cada registro de transação precisa ser assinado com a chave privada, o sistema usa a chave pública para verificar se a assinatura está correta, e a verificação está correta. Em seguida, verifique se o valor da transferência no registro inserido está correto, e o método de verificação é calcular todos os registros de transações anteriores da chave pública para chegar ao valor atual da conta, se não exceder esse valor, é legítimo. Combinado com o princípio de eventual consistência sob a estrutura de rede P2P e a estrutura em cadeia do livro-razão, um invasor precisa de mais poder de computação do que o cluster atual para criar outra ramificação do livro-razão, e o invasor só pode mudar sua própria conta, então o retorno desse ataque é extremamente baixo, e para o Bitcoin, o poderoso poder de computação torna o Bitcoin mais robusto. O Bitcoin usa um mecanismo de prova de trabalho para competição de poder de computação para permitir que os nós resolvam um problema matemático SHA256 complexo, mas simples, e o nó que resolver o problema mais rápido será recompensado com direitos de contabilidade de bloco e bitcoins gerados pelo bloco. Este problema pode ser entendido como encontrar um nonce adequado através da pesquisa de força bruta de acordo com o valor de dificuldade atual, de modo que o valor SHA256 duplo de cada metadados no cabeçalho do bloco é menor ou igual ao valor de destino. O Bitcoin ajusta automaticamente o valor de dificuldade para garantir um tempo médio de geração de blocos de 10 minutos. Quanto maior o valor de dificuldade, mais zeros à esquerda no hash do cabeçalho do bloco e mais difícil é encontrar com sucesso um número aleatório adequado e minerar um novo bloco. O Bitcoin usa uma arquitetura de rede peer-to-peer (P2P) baseada na Internet, onde todos os nós da rede são iguais, não há serviços e hierarquias centralizados e eles estão conectados uns aos outros em uma topologia plana. Quando um novo bloco é gerado, o nó que gerou o bloco transmite os dados do bloco para a rede, onde outros nós o verificam. A propagação de dados de bloco do Bitcoin consiste principalmente nas seguintes etapas. (1) Difundir novas transações para todos os nós da rede. (2) Cada nó coletará novas transações e as empacotará em um bloco. (3) Cada nó está empenhado em encontrar uma prova de trabalho difícil para o seu bloco. (4) Quando um nó encontra uma prova de trabalho, ele transmite o bloco para todos os nós. (5) Somente se todas as transações no bloco forem válidas e não existirem antes, outros nós aceitarão o bloco. (6) Outros nós indicam que aceitaram o bloco criando um novo bloco na cadeia com o hash do bloco aceito como o valor de hash anterior. Todos os nós consideram a cadeia mais longa como a cadeia correta, e continuam a estendê-la, se dois nós transmitirem um novo bloco que será selecionado de forma diferente ao mesmo tempo, então ambos os blocos serão mantidos, e ramificações aparecerão na cadeia, e quando cada ramo continuar a crescer, todos os nós escolherão a ramificação mais longa como a cadeia principal e continuarão a criar blocos atrás dela. A primeira transação de cada bloco de Bitcoin inclui o Bitcoin recém-emitido e outras taxas de transação pagas ao criador, o que incentiva os nós a serem mais favoráveis ao Bitcoin, que é um método de distribuição de dinheiro eletrônico para circulação na ausência de uma autoridade centralizada para emitir dinheiro, semelhante à mineração de ouro para injetar ouro em circulação. Se um invasor mal-intencionado tiver mais poder de computação total do que um nó honesto, ele descobrirá que quebrar o sistema prejudicará sua riqueza, e permanecer honesto permitirá que ele obtenha mais dinheiro eletrônico.