北京大学肖臻老师《区块链技术与应用》公开课：04-BTC-共识协议

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1.中心化数字货币

中心化的数字货币就是一个文件，文件中有编号、签名、在中心化数字货币的数据库中维护货币在谁手里。中心化数字货币的发行由央行统一控制，而且每次交易都需要央行确定才能证明其合法性。

2.去中心化的货币要解决的问题

去中心化的货币要解决两个问题：

• 数字货币的发行，谁有权利决定发行数字货币，什么时候发行，发行多少。
• 怎么验证交易的有效性，怎么防止双花攻击。

2.1. 货币的发行

比特币中数字货币的发行是由挖矿决定的，矿工通过竞争计算（工作量证明，PoW）获得新比特币作为奖励。发行货币的权利叫铸币权。发行货币的交易叫铸币交易，铸币交易（Coinbase transaction）是唯一产生新币的来源。
发行规则如下：
区块奖励：每产生一个新区块（约10分钟），矿工获得一定数量的比特币。初始奖励为50 BTC，每21万个区块（约4年）减半，称为“减半机制”。由公比r不为1时的等比数列求和公式Sn = a (1 - r^n) / (1 - r)，当n趋于正无穷时得出比特币的总量被严格限制在2100万枚，通过代码规则强制执行，无法更改。这一设计避免了传统货币因超发导致的通货膨胀。比特币的发行机制是其作为“数字黄金”的核心属性之一，通过数学和代码确保稀缺性和可信性。

2.2. 验证交易的有效性