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1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 目錄 Introduction 第一章介绍 第二章比特币原理 第三章比特币核心 第四章密钥和地址 第五章钱包 第六章交易 第七章高级交易和脚本 第八章比特币网络 第九章区块链 第十章挖矿和共识 第十一章比特币安全 附录1、比特币白皮书：比特币白皮书：一种点对点的电子现金系 统 附录2、交易脚本语言操作符，常量和符号 附录3、比特币改进建议（BIPs） 附录4、隔离见证 附录5、Bitcore的功能列表 附录6、pycoin 附录7、比特币浏览器命令
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1.20附录8、染色币
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《精通比特币》第二版 来源：tianmingyun/MasterBitcoin2CN 郎咸平说过：比特币白给我都不要 巴菲特：比特币是泡沫，不是一种能够生产价值的资产 紫色的股：为什么说比特币是典型的泡沫 ...... 也有人说，区块链是最伟大的发明，堪比互联网。 到底比特币是什么？如何判断？难道我们能做的就是人云亦云？ 如何能有自己的独立判断？ 每个人都有自己的“全知遮蔽”，就像每个人都看不见自己的后脑勺 一样。在自己的视野内，在自己的舒适区，如鱼得水，但是就是这种 感觉最容易让自己以为“自己以为的”就是客观事实。 正确的态度是研究搞懂，之后才有资格做判断。 这本书就能帮助您全面了解比特币，而且有助于理解其他数字货币。 本书翻译过程中得到了higer（区块链研究社社长）的支持和鼓励，特 此致谢。 本书部分段落内容参考摘录了《精通比特币》知笔墨版本，在此特别 声明并致谢。
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本书附录1比特币白皮书全文摘自巴比特 《比特币白皮书：一种点对 点的电子现金系统》，在此特别声明并致谢。 以下朋友对本书做出巨大贡献： 菜菜子：翻译了英文版序言，第二版更新说明，词汇表，附录2交易脚 本语言操作符，常量和符号等章节 柴春燕和格林怪物：联合翻译附录隔离见证部分 Robbie_英语翻译：第4章审核校对 吴迪：第5章，第9章审核校对 格林怪物：第6章审核校对 阿龙：第7章，第11章审核校对 阮立志和冯锦炜：第10章审核校对 琳：第12章审核校对 黄豆：封面封底扉页以及其他内容设计 由于时间原因和个人水平能力原因，初稿中有许多格式和理解翻译错 误。以上各位朋友在审核校过程中修正了初稿中许多错误，甚至部分 章节兼职了翻译工作，在此表示致歉和感谢。 即便如此，当前版本还可能存在部分错误，欢迎读者在github上提交 勘误，也可以发至邮箱：yuntianming@aliyun.com 乔延宏 2017.11.11
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Mastering Bitcoin - Second Edition 版权说明 The second_edition branch, is the source for the published versions of Mastering Bitcoin (Second Edition). The tag second_edition_print_1, corresponds to the first print of the second edition. Mastering Bitcoin - Second Edition by Andreas M. Antonopoulos LLC is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. It is expected that the second edition will be released under a CC-BY-SA license within a year of publication.
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1.1什么是比特币？ 比特币是构成数字货币生态系统基础的概念和技术的集合。称为比特 币的货币单位用于存储和传输比特币网络中的参与者之间的价值。比 特币用户主要通过互联网使用比特币协议进行通信，尽管也可以使用 其他传输网络。可用作开源软件的比特币协议栈可以在各种计算设备 （包括笔记本电脑和智能手机）上运行，从而使该技术易于访问。 用户可以通过网络传输比特币，就像常规货币一样方便操作即可完成 任何事情，包括买卖商品，汇款给别人或组织，或者扩大信用。比特 币可以以专门的货币兑换方式购买，出售和兑换其他货币。比特币在 某种意义上是网络的完美形式，因为它是快速，安全和无地域边界 的。 与传统货币不同，比特币完全是虚拟的。没有物理硬币，甚至数字货 币本身。这种币隐含在从发送方到收件人转移价值的交易中。 比特币 用户有自己的密钥，允许他们证明比特币网络中的比特币的所有权。 使用这些密钥，他们可以签署交易以解锁价值，并将其转移给新的所 有者实现消费。钥匙通常存储在每个用户的计算机或智能手机上的数 字钱包中。拥有可以签署交易的密钥是消费比特币的唯一先决条件， 通过密钥实现每个用户的完全控制。 比特币是分布式的对等系统。因此，没有“中央”服务器或控制点。 比特币是通过称为“挖掘”的过程创建的，该过程涉及到在处理比特 币交易时竞争寻找数学问题的解决方案。比特币网络中的任何参与者 （即，使用运行完整比特币协议栈的设备的任何人）可以作为矿工使
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用其计算机的处理能力来验证和记录交易。平均每10分钟，有人可以 验证过去10分钟的交易，并获得全新的比特币奖励。基本上，比特币 采矿分散了中央银行的货币发行和结算功能，取代了任何中央银行的 需求。 比特币协议包括内置的算法，用于调整整个网络的采矿功能。平均而 言，任何时候，无论多少矿工（以及多大处理能力）参与竞争，矿工 必须执行的处理任务难度实现动态调整，保证每10分钟就可以挖矿成 功。该协议还将每4年发行新比特币的比例降低一半，并将将发行的比 特币的总数限制在低于2100万硬币的固定总量。结果是，流通中的比 特币数量紧随其后的一个容易预测的曲线，到2140年将达到2100万。 由于比特币的发行率下降，长期来看，比特币货币是通货紧缩。此 外，比特币不能通过“打印”超过预期发行率的新货币来膨胀。 换句话说，比特币（bitcoin）也是协议，对等网络和分布式计算创新 的代名词。比特币货币真的只是本发明的第一个应用。 比特币代表了数十年密码学和分布式系统研究的高潮，包括四个关键 创新，这四个创新以独特和强大的组合结合在一起。 比特币这四个创新包括： 去中心化的对等网络（比特币协议） 公共交易总帐（区块链） 独立交易确认和货币发行的一套规则（共识规则） 实现有效的区块链全球去中心化共识的机制（工作量证明算法）
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作为一名开发人员，我将比特币视为货币互联网，通过分布式计算传 播价值和确保数字资产所有权的网络。比特币还有很多比起第一眼看 到的更多的内容。在本章中，我们将介绍一些主要的概念和术语，获 得必要的软件，并使用比特币进行简单的交易。在接下来的章节中， 我们将开始展开使比特币成为可能的技术层次，并检查比特币网络和 协议的内部工作。 比特币之前的数字货币可行的数字货币的出现与密码学的发展密切相 关。真正的挑战是当使用比特来代表可以交换商品和服务的价值却不 以为奇。接受数字金钱的人的三个基本问题是： 我可以相信钱是真实的，不是假的吗？ 我可以相信数字金钱只能花一次（被称为“双重支付”）吗？ 我可以确定没有人能够声称这笔钱属于他们而不是我吗？ 纸币发行商通过使用越来越复杂的纸张和印刷技术不断打击假冒问 题。物理钱容易解决双重支付问题，因为同一纸币不能同时在两个地 方。当然，传统的钱也经常以数字方式存储和传送。在这些情况下， 假冒和双重支出问题是通过中央权威机构清算所有电子交易来处理 的，中央权威机构拥有面向全球的货币视角。对于不能利用深奥油墨 技术或全息条码的数字货币，密码术为信任用户对价值权利的合法性 提供了依据。具体来说，加密数字签名使用户能够签署数字资产或证 明该资产所有权的交易。通过适当的架构，数字签名也可用于解决双 重支出问题。 当加密开始在20世纪80年代末开始变得更广泛的可用性和理解时，许 多研究人员开始尝试使用加密技术构建数字货币。这些早期的数字货 币项目发行数字货币，通常由国家货币或贵金属（如黄金）支持。
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虽然这些早期的数字货币是有效的，但它们是集中的，因此很容易被 政府和黑客攻击。早期的数字货币使用中心化的票据交易所定期进行 所有交易，就像传统的银行系统一样。不幸的是，在大多数情况下， 这些新兴的数字货币是政府担忧的目标，最终从法律上逐渐消失了。 还有些由于当母公司突然清盘就失败了。无论是合法的政府还是犯罪 分子，都需要去中心化的数字货币来避免单一的攻击避免对抗者的干 预。比特币就是一种这样一个系统，通过设计实现去中心化，并且不 受制于任何可能被攻击或损坏的中央权威或控制点。
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1.2比特币历史 Bitcoin是在2008年由署名Satoshi Nakamoto的牛人发明的，他出版了 一篇题为“Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System”的 文章[1]。 Nakamoto结合了诸如b-money和HashCash等先前的发明，创 建了一个完全去中心化的电子现金系统，它不依赖中央机构进行货币 发行或结算和验证交易。关键的创新是使用分布式计算系统（称为 “工作量证明”算法）每10分钟进行一次全球性的“选举”，从而允 许分布式网络达成关于交易状态的共识。这优雅地解决了双重支出的 问题，就是一个货币单位可以花费两次。以前，双重支出问题是数字 货币的弱点，并通过中心化的票据交换所清算所有交易来解决。 比特币网络始于2009年，基于中本聪发布的参考实施指南，之后由许 多其他程序员进行修订。为比特币提供安全性和弹性的工作量证明算 法（挖掘）的实施以指数级增长，现在超过了世界顶级超级计算机的 组合处理能力。比特币的总市值有时超过200亿美元，这取决于比特币 兑美元的汇率。到目前为止，网络处理最大的交易是1.5亿美元，即时 传输，无需任何费用处理。 Satoshi Nakamoto于2011年4月退出公众视线，将代码和网络的责任放 在一个蓬勃发展的志愿者小组身上。比特币背后的这个人身份仍然未 知。然而，中本聪和任何人都没有对比特币系统进行个人控制，这个 系统基于完全透明的数学原理，开放源代码和参与者之间的共识持续 运行。本发明本身具有开创性，已经延伸到分布式计算，经济学和计 量经济学领域。
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分布式计算问题的解决方案Satoshi Nakamoto的发明也是分布式计算 当中一个古老问题的实用和新颖的解决方案，这就是 “拜占庭式将 军”问题。简而言之，这个问题包括通过在不可靠和潜在的妥协网络 上交换信息来尝试商定一个行动方案或一个系统的状态。 Satoshi Nakamoto的解决方案使用工作量证明的概念在没有中央信任机构的情 况下实现共识，代表了分布式计算的突破，并具有超越货币的广泛适 用性。可以用来达成一致的分权网络，比如彩票，资产登记，数字公 证等等以证明选举的公平性。
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1.3比特币使用，用户和他们的故 事 比特币是古老的技术“钱”的创新。其核心在于钱方便了人与人之间 的价值交流。因此，为了充分了解比特币及其用途，我们将从使用它 的人的角度审视它。这里列出的每个人和他们的故事都说明了一个或 多个具体的用例。我们将在整本书中看到他们： 北美低价值零售业Alice住在北加州湾区。她听她的从事技术工作的朋 友说过比特币，因此想要开始使用它。我们将跟随她的故事，在她学 习比特币，购买一些，然后花费一些她的比特币在帕洛阿尔托的Bob咖 啡厅买一杯咖啡时。这个故事将从零售消费者的角度向我们介绍软 件，交易所和基本交易。 北美高附加值零售Carol是旧金山的艺术画廊老板。她卖昂贵的绘画换 取比特币。这个故事将介绍高价值物品零售商“51％”共识攻击的风 险。 离岸合同服务Bob，帕洛阿尔托的咖啡店老板，正在建立一个新的网 站。他与印度的网络开发商Gopesh签约，后者在印度班加罗尔居住。 Gopesh同意在比特币中支付。这个故事将研究使用比特币进行外包， 合同服务和国际电汇。 网上商店Gabriel是里约热内卢的一个有进取心的年轻青少年，经营着 一家小型网店，销售比特币品牌的T恤，咖啡杯和贴纸。Gabriel太年 轻，没有银行账户，但他的父母鼓励他的企业精神。
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慈善捐款Eugenia是菲律宾儿童慈善机构的主任。最近她已经发现了比 特币，并希望利用它来接触新的国内外捐助者，为她的慈善筹款。她 还在调查使用比特币快速将资金分配给需要的地区的方法。这个故事 将展示使用比特币来跨币种和跨国界的全球筹款活动，以及在慈善组 织中使用开放透明的分类账簿。 进出口Mohammed是迪拜的电子进口商。他正在尝试使用比特币从美国 和中国购买电子产品，进口到阿联酋，以加速进口付款过程。这个故 事将展示如何将比特币用于与物理商品相关的大型企业之间的国际支 付。 采矿为比特币Jing是上海的计算机工程专业学生。他已经使用他的工 程技术来建立一个“采矿”矿机来挖掘比特币来增加他的收入。这个 故事将研究比特币的“工业”基础：用于确保比特币网络和发行新货 币的专门设备。 这些故事中的每一个都是基于目前使用比特币的真实人物和实际行 业，为全球经济问题创造新的市场，新的行业和创新的解决方案。
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1.4入门 比特币是使用同样协议的客户端应用程序访问的协议。 “比特币钱 包”是比特币系统最常见的用户界面，就像Web浏览器是HTTP协议最常 用的用户界面一样。有很多实施和品牌的比特币钱包，就像有许多品 牌的网络浏览器（例如，Chrome，Safari，Firefox和Internet Explorer）。就像我们都有我们最喜欢的浏览器（Mozilla Firefox， Yay！）和我们不喜欢的（Internet Explorer，Yuck！），比特币钱 包的质量，性能，安全性，隐私和可靠性各不相同。还有一个比特币 协议的参考实现，其包括被称为“Satoshi客户端”或“比特币核心” 的钱包，该钱包源于由Satoshi Nakamoto撰写的初始客户端。
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1.4.1选择比特币钱包 比特币钱包是比特币生态系统中最活跃的开发的应用之一。这里竞争 激烈，目前存在可能正在开发新的钱包，但也有去年的几个钱包已不 再积极维护。许多钱包专注于特定的平台或具体用途，一些更适合初 学者，而其他的钱包则为高级用户提供了功能。选择钱包是非常主观 的，取决于使用和用户的专业知识。因此，不可能推荐一个特定的钱 包品牌或项目。然而，我们可以根据其平台和功能对比特币钱包进行 分类，并提供所有不同类型的钱包的一些建议。更好的是，在比特币 钱包之间移动钱是容易，便宜和快速的，所以值得尝试几种不同的钱 包，直到找到符合您需求的钱包。 根据平台，比特币钱包可以分类如下： 桌面钱包桌面钱包是作为参考实现创建的第一种类型的比特币钱包， 许多用户运行桌面钱包以实现其功能，自主性和控制权。在通用操作 系统（如Windows和Mac OS）上运行具有一定的安全隐患，因为这些平 台往往不安全，配置不当。 手机钱包手机钱包是比特币钱包最常见的类型。在智能手机操作系统 （如Apple iOS和Android）上运行，这些钱包通常是新用户的绝佳选 择。许多都是为了简单易用而设计的，但也有功能强大的用户的全功 能移动钱包。 在线钱包Web钱包通过网络浏览器访问，并将用户的钱包存储在由第三 方拥有的服务器上。这类似于webmail，因为它完全依赖于第三方服务 器。其中一些服务使用在用户浏览器中运行的客户端代码进行操作，
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该代码可以控制用户手中的比特币密钥。然而，大多数人需要在安全 和方便性之间进行妥协。在第三方系统上存储大量的比特币是不合适 的。 硬件钱包硬件钱包是在专用硬件上独立操作比特币钱包的设备。它们 通过USB与桌面网络浏览器或通过移动设备上的近场通信（NFC）进行 操作。通过专用硬件进行所有比特币相关操作，这些钱包被认为是非 常安全的，适合存储大量的比特币。 纸钱包控制比特币的密钥也可以打印长期存储。即使可以使用其他材 料（木材，金属等），这些也被称为纸钱包。纸钱包提供低技术但高 度安全的长期存储比特币的方法。脱机存储也经常被称为冷存储。 对比特币钱包进行分类的另一种方法是通过他们的自主程度以及它们 如何与比特币网络进行交互： 全节点客户端完整客户端或“完整节点”是存储比特币交易的全部历 史（每个用户每次交易）的客户端，管理用户的钱包，并且可以直接 在比特币网络上启动交易。完整节点处理协议的所有方面，并可以独 立地验证整个区块链和任何交易。全节点客户端消耗大量计算机资源 （例如，超过125 GB的磁盘，2 GB的RAM），但提供完全自主和独立的 交易验证。 轻量级客户端一个轻量级的客户端，也称为简单支付验证（SPV）客户 端，连接到比特币完整节点（前面提到过的），用于访问比特币交易 信息，但是在本地存储用户钱包，并独立地创建，验证和传输交易。 轻量级客户端与比特币网络直接交互，无需中介。
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第三方API客户端第三方API客户端是通过应用程序编程接口（API）的 第三方系统与比特币交互的API客户端，而不是直接连接到比特币网 络。 这时钱包可能由用户或第三方服务器存储，但所有交易都需要通 过第三方。 结合这些分类，比特币钱包可以分为几个小组，三个最常见的划分是 桌面全客户端，移动轻巧钱包和网络第三方钱包。不同类别之间的界 限通常是模糊的，许多钱包在多个平台上运行，并且可以以不同的方 式与网络进行交互。 为了本书的目的，我们将演示使用各种可下载的比特币客户端，从参 考实现（Bitcoin Core）到移动和网络钱包。一些示例将需要使用 Bitcoin Core，除了作为完整的客户端，还可以将API暴露给钱包，网 络和交易服务。如果您计划探索比特币系统中的编程接口，则需要运 行Bitcoin Core或其他客户端（参见[alt_libraries]）。
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1.4.2快速开始 我们在比特币使用，用户和他们的故事中介绍的Alice不是技术行家， 最近只听到她的朋友Joe提到过比特币。在聚会上，Joe再次热烈地向 他周围解释了比特币，并提供演示。有趣的是，Alice问她如何开始使 用比特币。Joe说，手机钱包最适合新用户，他推荐了他最喜欢的几款 钱包。Alice下载Android的“Mycelium”，并将其安装在手机上。 当Alice首次运行Mycelium时，与许多比特币钱包一样，应用程序会为 她自动创建一个新的钱包。Alice在她的屏幕上看到钱包，如 “Mycelium手机钱包”如下图1-1所示（注意：不要将比特币发送到此 示例地址，它将永远丢失）。
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