自2009年1月比特币正式上线以来，其增长幅度之大、波动之剧，前所未见。

价值从何而来？

比特币从根本上融合了这两种思路：用数学计算来控制新币的产生，用安全的时间戳来记录交易信息并防止双重支付。在比特币之前，有人曾提出过融合了这两种思路的方案，但没这么成熟。

很长的历史时间里，黄金因为自身的稀缺性，才会在成为货币的储备。要想创造一种自由浮动并且具有真实价值的虚拟货币，必须要设计出某种具有稀缺性的东西。在虚拟世界，可以这样设计系统——只有在花一段时间解决了一定的数学计算（或“迷题”）之后，虚拟货币方可生成，这样就保证了稀缺性。比特币中的“挖矿”就是这样的。

通过数学计算来赋予虚拟货币价值，这一想法并不是比特币最早提出的。1992年，密码学家辛西亚·沃克和摩尼·纳欧尔首次提出这种方案，用来降低垃圾邮件问题。1997年，亚当·贝克在一个名为哈希现金（Hashcash）的体系中采用过类似的设计。

比特币使用的数字计算与哈希现金的基本类似，只是进行了微小的改进。但比特币能做的比哈希现金多得多。

区块链是比特币的另一项关键技术，它像一个数据库账本，安全记录所有的比特币交易信息。区块链的理论基础由来已久，可以追溯到哈勃和斯托尔内塔在1991年开始发表的一系列论文。他们提出一种可以安全地对数字文件进行时间戳记录的方法。时间戳是为了记录文件创建的大概时间。

随后的一篇论文提出了一个可以提升效率的方案：不必单独链接各个文件，而是把它们集合成块，然后在一条链中链接整个块。在每个块里，文件通过树状结构而非线性结构的方式相互链接。这样减少了在整个系统中查找特定文件所需的工作量。

这一数据结构形成了比特币区块链的框架。比特币将它进行了微妙但至关重要的改进。比特币体系通过一群未被认证过的节点，即“矿工”，来记录事件，不再需要认证过的服务器。通过每个矿工记录块的信息，任何人都可以通过解决数学计算，新建块，而成为一名矿工。时间戳对整个系统的意义在于根据先后顺序记录交易信息，并确保它不能被篡改。

与之前的失败尝试相比，比特币有许多优秀的创新，例如区块链和去中心化实现了用户之间直接交易的模式等。它能够有效地确保用户的匿名性，虽然还做得不够完美。

三角循环

区块链的安全、挖矿生态系统的健康，以及货币的价值，这三者之间是循环作用的。比特币初创之时，这三者都不存在。除了中本聪自己，没有人在运行挖矿软件。比特币作为货币没有什么价值。因为没有很多人挖矿，区块链也很不安全，任何人都可以轻易颠覆这个过程。

这三者在比特币的世界里如何从无到有并没有一个简单的解释。媒体的关注是其中的一个因素，知道比特币的人越多，感兴趣的挖矿人就越多。挖矿人越多，人们对区块链的安全越有信心。其他虚拟货币要想成功也需要想办法通过“自举过程”（bootstrapping）解决这个问题。

想要区块链安全，就要保证黑客不能倾覆共识过程。这反过来意味着，一个黑客不能够制造一大堆挖矿节点来占据50%以上的新区块生成。实现这一点的前提是有一个健康的挖矿生态系统，其中大部分节点是诚实的、遵守协议的。

而健康的挖矿生态系统的前提条件是：保证大多数矿工会把大多数计算能力运用到解哈希迷题的竞争中。怎样才能让他们这么做呢？只有在比特币价位高时他们才会这么做，因为他们收到的奖励是比特币，而他们的花费都是美元。

如何保障币的价值既高且稳定呢？只有用户普遍相信区块链的安全性才行。如果他们认为网络随时会被攻击者颠覆，那比特币作为货币就一文不值。

比特币分叉：改进规则

在比特币2009年刚问世的时候，它的协议有许多内在的硬性限制，比如每个区块的平均时间、块的大小、每个区块的签名数目、切分性、比特钛镁合金总量、区块奖励结构等。在那时没有人想到它会发展成一个重要的国际货币。好在比特币是一个开放的、改进中的技术。

比特币的总体数量与记账奖励很可能永远都不会改变，因为那样影响太大。矿工与投资人都在比特币现有的框架内投入巨资，如果这个框架改变了，会对他们产生极大的冲击。所以，社区基本达成共识都不应该改变。

但其他一些方面的改善可以让所有人受益，因为一些初始设计事后来看确实不太合理。其中最主要的是比特币系统的交易处理能力。这个硬伤来自对区块大小的硬性规定，每个区块大小限定在1MB，每个交易大约是250个字节，所以每块最多容纳4000个交易。平均每隔10分钟，有一个矿工获得记账权利，所以每秒钟只能处理7个交易。和信用卡相比，比特币这个处理能力实在低得惊人。

另一个限制是比特币用的密码算法。现在只有几个哈希函数算法和一个签名算法可以使用。比特币使用的签名算法是ESDSA——椭圆曲线数字签名算法，在比特币也许是很长的的一生中，大家担心这个算法可能会被攻破。

比特币使用的哈希函数SHA—1也有弱点。这些年来，对SHA—1的分析也逐步取得了一些进展。为了改变这些问题，不得不加强比特币的脚本语言来支持新的密码算法。

挖矿难度会随着时间不断地增加。其增加不一定是稳定线性或者是指数型，而是取决于市场行为。挖矿难度会受到有多少新矿工加入的影响，新矿工的加入本身又由比特币的当前价格来决定。总的来说，当越来越多的矿工加入并且挖矿的硬件设备效率越来越高，找到有效区块所花费的时间就会越短。紧接着难度就会增加，直到重新回到每10分钟找到下一个有效区块。

至今，全网哈希算力还没有经历过灾难性的倒退，但是并不排除它发生的可能性。一个有关比特币崩盘的设想被称作“死亡螺旋”，不断下降的比特币价格导致挖矿无利可图，矿工们因此而退出挖矿，全网运算能力下降，进一步导致价格下跌。

未来会怎样

匿名性也是一个很活跃的技术创新领域。比特币的哪一种匿名系统将会脱颖而出成为主流？不管你是一个开发者、一个政策制定者，还是一个普通用户，在了解了关于比特币的技术后，可以根据正确的背景知识去采取行动。

要想成功，一种电子货币需要以下不同形式的共识：由开发人员编写的稳定的规则手册、采矿能力、投资者、商家和顾客的参与以及支持他们的支付服务商。所有这些参与方都对影响比特币未来发展的斗争结果有一定的话语权，但没有哪一方拥有绝对控制权。这是一个庞大、曲折且混乱的建立共识的过程。

直到最近比特币终于获得特斯拉、万事达、摩根士丹利等品牌企业的认可。这达成了建立共识过程中的重要一步。

比特币是一个内容丰富的课题，包含协议本身及其成为新应用平台的潜在可能性。至今关于比特币的学术研究已经非常专业了，但相关论文基本上都出现在英语世界。

总体而言，无论是反对比特币的还是支持它的，同时理解技术和金融的人极少。所以伊隆·马斯克才会游刃有余地将狗狗币这样一种玩笑币炒上了天。