比特币是去中心化数字货币，由中本聪提出，基于点对点电子现金系统，通过密码学验证与区块链技术实现无需银行或政府的交易；其交易依赖私钥签名、公钥验证，区块以哈希链式结构连接，工作量证明确保共识，全节点协同维护去信任化账本。
一、比特币的本质定义
比特币是一种去中心化的数字货币，由中本聪于2008年提出，其核心是点对点电子现金系统。它不依赖银行或政府，所有交易通过密码学验证并记录在公开账本上。
比特币是一份数字文件，内含地址与余额信息，该文件副本分布在全球成千上万台节点中。每个节点都保存完整区块链，确保数据一致且不可篡改。
二、交易签名与身份验证
比特币没有传统账户，用户身份由私钥唯一确定。私钥用于生成数字签名，证明交易发起权；公钥派生出接收地址，对外公开但无法反推私钥。
1、使用私钥对转账信息（金额、接收地址）进行加密运算，生成唯一数字签名。
2、将签名、交易数据及公钥哈希广播至全网节点。
3、各节点用公钥验证签名有效性，确认发送者拥有对应资金支配权。
验证通过后，交易进入内存池等待打包，任何伪造签名均无法通过SHA-256算法校验。
三、区块链的结构与链接机制
交易被批量打包进区块，每个新区块包含前一区块的哈希值，形成链式结构。这种设计使修改历史交易需重算后续全部区块哈希，成本极高。
1、每笔交易经哈希压缩为固定长度字符串，再两两合并生成默克尔根。
2、区块头整合默克尔根、时间戳、难度目标及前序区块哈希。
3、矿工调整随机数（nonce），使整个区块头哈希值低于网络当前目标阈值。
一旦区块上链，其哈希即成为下一区块的前置锚点，构成不可逆的时间链条。
四、工作量证明与区块确认
比特币采用工作量证明机制实现分布式共识。矿工通过算力竞争获得记账权，成功者将新区块广播全网，其他节点独立验证后同步更新本地账本。
1、节点从内存池选取待确认交易，剔除重复或无效交易。
2、矿工构建候选区块，反复变更nonce值执行SHA-256哈希运算。
3、首个找到满足难度条件哈希值的矿工，立即将该区块广播至网络。
4、其余节点收到后立即验证区块头、交易签名及默克尔树完整性。
验证无误后，该区块被追加至本地区块链，全网约每10分钟达成一次有效区块确认。
五、节点协同与去信任化运行
比特币网络由全节点、轻节点和矿工节点共同组成。全节点下载并校验全部历史区块，承担交易验证与账本维护职能，是去中心化架构的基石。
1、新交易广播后，由邻近节点接收并转发，呈指数级扩散至全网。
2、各全节点独立执行脚本验证、签名检查与UTXO状态比对。
3、若某节点试图传播非法交易，其他节点将在验证阶段直接拒绝该消息。
无需第三方担保，所有规则由开源协议强制执行，节点仅按共识逻辑响应。
