比特币网络能够稳定运行的三个关键支柱

“比特币网络”是按照比特币P2P协议运行的一系列节点的集合。比特币网络上运行的挖矿节点、钱包节点、全节点等等总体上都是按照P2P网络的结构运行的。在比特币网络中有三个关键的支柱，它们交织在一起，使得比特币网络能够稳定的运行，并因比特币本身的经济激励而不断强化。

共识机制和全节点

区块链系统一套自己的规则和逻辑，在自己的世界可以完美的运转，在比特币的区块链网络中，全节点是维护完整版比特币区块链的计算机或服务器。全节点根据网络的一致规则独立地组成了一个版本的区块链。虽然不是每个持有比特币的人都需要运行完整的节点，但每个人都可以这样做，每个全节点验证所有的交易和所有的区块。

通过运行一个全节点，任何人都可以随时访问比特币网络，并能够在无许可的基础上广播交易区块，或是在不信任的情况下阻塞不信任的节点。每个全节点根据一组通用的规则独立地验证比特币完整的历史交易，让网络在缺乏信任的基础上汇聚成一个一致而准确的版本。

明白了什么是全节点，那我们来聊聊什么是“共识机制”，其实所谓的共识机制就相当于我们所说的投票，不同的共识机制相当于投票规则不同，例如：有的要过半数、有的要达到三分之二的票数。

所有的节点都具备投票的权利，每次要出块的时候，所有的节点都会参与投票，按照不同的投票规则（共识机制）进行投票，从而选出一个节点，所有节点通过共识机制就达成了共识，本轮投票以选中的这个节点出的块为准，其他节点出的块就不作数了。

获得区块权利的人出块之后会得到区块链的奖励，也就是代币（如：比特币），为了得到奖励，大家都会争抢出块的权利。

在区块链中，共识算法的好坏最终决定区块链出块的效率。目前常用的共识算法有：POW、POS、DPOS、PBFT、RAFT等。

但是区块链出块即便是有共识机制，也经常会遇到各种问题，例如：共识机制达不成共识，也就是投票没有结果，这种情况下，区块链会重新发起投票，直到投票得出结果为止。

挖矿和工作量证明

作为共识机制的一部分，矿工会执行工作量证明（PoW），将新的区块添加到比特币的区块链中。通过这个过程去验证完整的历史纪录同时处理未完成的交易，挖矿的过程是比特币在现实世界中的安全支柱。

为了能够挖出新的区块，矿工必须执行数万亿次计算，这个过程需要消耗大量能源。一旦新的区块被挖出来，就会被提交给网络的其余节点进行验证。所有节点 (包括其他矿工) 根据前面共识规则来验证新的区块是否有效。如果新的区块中没有有效事务，那么整个区块也就无效。另外，如果新的区块没有构建在最长链上，这个区块也是无效的。

工作量证明系统主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果，验证方却很容易通过结果来检查出客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中的，对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同，验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决。

工作量证明的流程：

私钥

私钥就是一个随机选出的数字而已。一个比特币地址中的所有资金的控制取决于相应私钥的所有权和控制权。在比特币交易中，私钥用于生成支付比特币所必需的签名以证明资金的所有权。私钥必须始终保持机密，因为一旦被泄露给第三方，相当于该私钥保护之下的比特币也拱手相让了。私钥还必须进行备份，以防意外丢失，因为私钥一旦丢失就难以复原，其所保护的比特币也将永远丢失，这就是为什么比特币社区一直提倡用户自己控制私钥，

比如，如果交易所控制了你的私钥，那么这个实体就控制了你对比特币网络的访问。在这种情况下，交易所可以很容易限制你访问或冻结你的资金。虽然许多人仍会选择信任类似银行的实体，但比特币的安全模式是独一无二的。每个用户不仅可以控制自己的私钥，还可以在无许可的基础上将资金转移到世界上任何地方，这些情况只有在用户控制私钥的情况下才会发生。

总体而言，用户控制私钥让网络的经济价值更去中心化，从而提高了资产的安全性。只要用户持有私钥，任何人都很难限制或没收其他人的资产。每一个流通中的比特币都由私钥控制和保护。

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编译者/作者：麦田财经

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