以下是中本聪《比特币：一种点对点电子现金系统》白皮书的核心内容翻译与架构解析：
摘要
提出一种完全点对点的电子现金系统，无需通过金融机构即可直接交易。数字签名解决部分问题，但需避免依赖第三方来防止双重支付。通过将交易哈希嵌入基于工作量证明的链式时间戳，形成不可篡改的记录。最长链代表多数CPU算力共识，只要诚实节点控制多数算力即可抵御攻击。
核心架构解析
- 交易机制
• 电子硬币定义：由数字签名链构成，所有者通过签名前次交易哈希与新所有者公钥完成转让。
• 双重支付问题：传统方案依赖中央机构（如银行）验证，比特币则通过公开广播交易与全网共识时序解决。
- 时间戳服务器
• 将交易区块哈希公开广播（如新闻组），形成前后关联的哈希链，每个新时间戳增强前序记录的不可逆性。
- 工作量证明（PoW）
• 通过寻找特定SHA-256哈希值（前导零）消耗CPU算力，确保区块不可篡改（需重做所有后续区块）。
• 共识机制：最长链代表多数算力共识，攻击者需超越诚实节点算力才可能改写历史。
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网络运行流程
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新交易广播至所有节点
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节点打包交易至区块并计算PoW
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完成PoW的区块被广播验证
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节点只接受有效且未花费的交易
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最长链被视为合法链
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激励机制
• 区块奖励：区块首笔交易生成新币，激励节点维护网络（模拟黄金挖矿）。
• 交易费：输入输出差额作为手续费，未来可替代区块奖励以消除通胀。
- 关键技术优化
• Merkle树：压缩交易存储，仅保留树根哈希于区块头（年增长约4.2MB）。
• 简化支付验证（SPV）：轻节点仅需区块头与Merkle路径即可验证交易。
- 隐私与安全
• 匿名性：公钥不关联真实身份，每交易使用新密钥对降低关联风险。
• 攻击概率模型：攻击者追赶诚实链的概率随落后区块数呈指数下降（见原文第11章公式）。
结论
比特币通过PoW与分布式共识实现无需信任的电子交易，其核心创新在于：
- 时间戳链防止双重支付
- 算力竞争保障网络安全
- 经济激励维持去中心化
（注：完整数学推导与代码示例详见原文第11节，此处从略）
