数字货币量化交易系统搭建学习--2 加密货币

 #创作灵感#

技术笔记，巩固学习，仅供自己参考

学习视频

6.3【视频讲解】加密货币_哔哩哔哩_bilibili

上述视频up的博客

萧曵 丶-CSDN博客

0-货币的发展

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1-比特币

1 什么是比特币？

比特币（Bitcoin，简称BTC）是一种去中心化的数字货币，由中本聪（Satoshi Nakamoto）在2009年创建。比特币通过一种称为区块链的技术进行交易和管理。

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2-现有货币系统vs比特币

1 现有货币系统的核心问题

• 被掌控在单一机构手中，容易被攻击自身的价值无法保证，
• 容易出现波动
• 无法匿名化交易，不够隐私

2 比特币网络特点

• 去中心化:没有任何独立个体可以对网络中交易进行破坏，任何交易请求都需要大多数参与者的共识
• 通胀预防:比特币的发行需要通过挖矿计算来进行，发行量每四年减半，总量上限为 2100万枚
• 匿名性:比特币网络中账户地址是匿名的，无法从交易信息关联到具体的个体，但这也意味着很难进行审计

3-比特币的基本原理

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1 重要概念

私钥：

· 本质上是一个随机数，由32个byte(256bits)组成的数组

· 私钥的总数=2^256，这个数量已经超过了宇宙中原子的总数

公钥：

钱包地址：

类比银行账户：

比特币的地址是公开的、透明的，但私钥是需要严格保密的！！！

挖矿

· 挖矿是增加比特币货币供应的一个过程

· 矿工们需要将交易进行确认，形成新的区块，串联到区块链中

· 目前，每10分钟左右生成一个不超过1MB大小的区块

· 每个区块的奖励最初是 50 个比特币，每隔 21万个区块自动减半，即4年时间

· 最终比特币总量稳定在 2100 万个，预计2040年开采完

挖矿过程

· 参与者综合上一个区块的 Hash 值，上一个区块生成之后的新的验证过的交易内容，再加上自己猜测的一个随机数X，一起打包到一个候选新区块，让新区块的 Hash 值小于比特币网络中给定的一个数。

· 谁先猜测出这个随机数X，谁就有记账权，并获得奖励

 Hash函数(随机数X，上一个区块Hash值，交易内容) < 给定的数 

· 这是一道面向全体矿工的“计算题”，这个数越小，计算出来就越难。

挖矿的重要性：

· 挖矿不仅仅是为了获取奖励，它还是比特币网络的安全性和去中心化的基础。通过参与挖矿，矿工们帮助维护比特币的交易网络和账本的完整性。

· 挖矿的难度会根据全网算力的增长而动态调整，以保证新区块大约每10分钟生成一个，这也保证了比特币的稳定性和预定的货币政策。

2 私钥、公钥和地址之间的关系

· 公钥生成地址，验证发送交易的地址是否和该公钥生成的地址一致
· 公钥验证私钥的签名，用来验证该交易是否使用了正确的私钥签名
· 私钥生成公钥是成对出现，公钥可以生成对应的唯一地址，这样就能确认了该地址发送的交易是否使用了对应的私钥

3 比特币一条交易信息包含的信息

付款人钱包地址

付款人对交易的签字确认:确保交易内容不被篡改

付款人的公钥

付款人资金的来源交易ID:从哪个交易的输出作为本次交易的输

交易的金额:多少钱，跟输入的差额为交易的服务费

收款人钱包地址

4 交易示例

https://blockexplorer.comhttps://blockexplorer.com

4-示例交易步骤*

1. 发起交易：
   • Alice 想给 Bob 转账 0.5 比特币 (BTC)。
   • Alice 使用她的比特币钱包软件创建一笔交易，指定 Bob 的比特币地址和转账金额 0.5 BTC。
   • Alice 的钱包生成一笔交易，并使用她的私钥对交易进行数字签名，以证明这笔交易确实是她发起的。
2. 广播交易：
   • Alice 的钱包将签名后的交易广播到比特币网络。
   • 比特币网络中的节点（矿工和全节点）接收到这笔交易并进行验证。
3. 验证交易：
   • 节点验证 Alice 的交易是否合法。具体步骤包括：
     • 检查 Alice 的账户是否有足够的比特币余额（至少 0.5 BTC）。
     • 验证 Alice 的数字签名是否有效。
     • 确保交易没有双花（即 Alice 没有尝试同时使用同一笔比特币进行多次交易）。
4. 打包交易：
   • 一旦交易被验证为有效，它将被放入一个内存池中，等待被矿工打包到区块中。
   • 矿工选择一些交易（包括 Alice 的交易）并将其打包到一个新的区块中。
5. 挖矿和确认：
   • 矿工通过解决一个复杂的数学难题（工作量证明）来竞争创建新的区块。这个过程被称为挖矿。
   • 第一个解决难题的矿工将新创建的区块广播到整个网络。
   • 其他节点接收到新区块并验证其中的交易。如果区块和交易都被验证为有效，则区块被添加到区块链中。
6. 交易确认：
   • Alice 的交易被包含在一个新生成的区块中，并被添加到区块链上。
   • Bob 的钱包收到交易，并显示 0.5 BTC 的入账。此时，这笔交易被认为已经有了一个确认。
   • 通常情况下，比特币网络认为交易有 6 个确认是安全的，即交易所在区块之后又有 5 个新区块被添加到区块链上。

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