比特币

基本概念

有观点认为，比特币的问世是人们憎恨商品经济中国家主权货币超发、以及货币政策干预、向往礼物经济中社区共识货币自主的结果；比特币的汇率是全球投资者增加或者减少的反应；而比特币的底层技术区块链可应用在各行各业。
通常，首字母大写的“Bitcoin”是指其所使用的比特币技术与网络，而首字母小写的“bitcoin”才是指货币本身。比特币也是区块链支付系统和虚拟计价工具，由于其采用密码技术来控制货币的生产和转移，而没有中央的发行机构，无法任意增发，交易在全球网络中运行，有特殊的隐秘性，加上不必经过第三方金融机构，因此得到越来越广泛的应用，也成了非法交易的介质。用户利用个人计算机和智能手机中的加密钱包软件，无需任何银行、信用卡、在线支付公司等中介机构，可随时随地在网络上直接交换物品、服务。 根据剑桥大学2017年的研究，全球有多达580万个加密钱包活跃用户，其中大多数使用比特币。同时，有观点认为，比特币技术得到了广泛的认可和使用，使人类迎来了区块链时代。 
作为记账系统，比特币不依赖中央机构发行新钱、维护交易，而是由区块链完成，用数字加密算法、全网抵御51%算力攻击保证资产与交易的安全。交易记录以被全体网络计算机收录维护，每笔交易的有效性都必须经过区块链检验确认。 
作为记账单位，比特币的最小单位是0.00000001 （一亿分之一）比特币，称为“1聪”。如有必要，也可以修改协议将其分割为更小的单位，以保证其流通方便，区块回报每产出21万个区块减半一次，大约4年，最近一次减半在2016年7月9日，而此种收敛等比数列的和必然是有限的，到2140年时，将不再有新的比特币产生，最终流通中的比特币将总是略低于2100万个。2019年5月12日时，比特币总存量约17,695,512个，实际可流通的量还会因为私钥丢失等因素更加减少。

区块链

区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念，该概念在中本聪的白皮书中提出，区块链是一串使用密码学方法相关系产生的数据块（称为“區塊”，block）。新增的数据块总能链接到上一个区块，即整条区块链的尾部。比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在“区块链”（blockchain）中，所以区块链可以看作记录着比特币交易的账本。区块链是一群分散的客户端节点，并由所有参与者组成的分布式数据库，是对所有比特币交易历史的记录。中本聪预计，当数据量增大之后，用户端希望这些数据并不全部存储自己的节点中。为了实现这一目标，他采用引入散列函数机制。这样客户端将能够自动剔除掉那些自己永远用不到的部分，比方说极为早期的一些比特币交易记录。中本聪创造了比特币系统的第一个区块，即“创世区块”，并附有一句“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”，而这句是当天泰晤士报的头版文章标题。
确认一项交易的过程，是由解决一系列计算难题的工作量证明机制来实现的。工作量证明机制要求计算机的计算能力为某个有限值的情况下，需要运算一定的时间才能解决，这就使得攻击者无法重写、修改交易历史，除非他能够拥有相对比特币点对点网络系统更强大的计算能力，从而能以更快的速度产生区块链（称为"51%攻击"）。工作量证明机制的难度由系统自动调节，所以新区块的生成平均需时10分钟。整个比特币点对点网络的节点都会自动检测交易和区块的有效性，并忽略任何违背规则的交易和区块，比如那些产生错误数量的区块，或多次发送同一份额比特币的交易行为。
参与处理区块的客户端可以得到一定量新发行的比特币，以及相关的交易手续费。为了得到这些新产生的比特币，参与处理区块的用户端需要付出大量的时间和计算力（为此社会有专业挖矿机替代计算机等其他低配的网络设备），这个过程非常类似于开采矿业资源，因此中本聪将数据处理者命名为“矿工”，将数据处理活动称之为“挖矿”。这些新产生出来的比特币可以报偿系统中的数据处理者，他们的计算工作为比特币点对点网络的正常运作提供保障。
有鉴于此，其他类似竞争币（Altcoin）都是用了相同的理念去处理端间交易数据，只是在工作量证明机制上进行调整，如采用权益证明（Proof of Stake）和Scrypt算法等。
“比特币让人们第一次可以在网络上交易身家财产，而且是安全的，没有人可以挑战其合法性。”
—Marc Andreessen

客户端

比特币客户端有很多，下文举几例列出。

Core客户端

比特币最初客户端为Bitcoin QT，由中本聪开发。Bitcoin QT从0.4.0版本开始，支持钱包档加密存储。加密的钱包在每次付款的时候，都必须输入密码。但如果用加密之前备份的钱包文件（wallet.dat）替换回来，还是可以正常交易。考虑到比特币的原理可得出，掌握私密密钥即拥有对相应地址中比特币的处置权，不管对钱包文件（内容包括各个地址对应的私密密钥）是进行了加密还是删除，都不能否定它。

硬件钱包

硬件钱包是专门处理比特币的智能设备，例如只安装了比特币客户端与联网功能的树莓派。硬件钱包通常可以提供更多的安全保障措施。

在线钱包服务

在线钱包服务可以让用户在任何浏览器和移动设备上使用比特币，通常它还提供一些额外功能，使用户对使用比特币时更加方便。但选择在线钱包服务时必须慎重，因为其安全性受到服务商的影响。
线上钱包服务有“区块链上”（on-chain）与“区块链外”（off-chain）的区别：链上钱包服务商帮助用户保管加密后的私密密钥，用户的比特币余额可以在区块链上查询到，类似为每位用户准备一个独立的保险箱；链外钱包服务商帮助用户保管比特币本身，相当于把用户资金放在自己的金库中，给用户提供存款证明。

地址与私密密钥

比特币在产生地址时，相对应的私密密钥也会一起产生，彼此的关系犹如银行存款的账号和密码，有些在线钱包的私密密钥是存储在云端的，用户只能透过该在线钱包的服务使用比特币。

地址

地址用于接收比特币，功能类似银行的存款账号，但不需要实名登记。若只公开地址不必担心里面的比特币被盗走，也没有任何身份信息，也可以离线产生。比特币的地址是由用户的公开密钥经过SHA-256 散列运算后，再通过RIPEMD-160 散列运算而得，其长度固定为160 个比特（bits），通常会利用Base58 将之编码成一串由英文字母和数字所组成的字符串，以方便显示或散布，其特征是皆以“1”或者“3”开头，区分大小写，但不包括“IlO0”等字符，“1”开头的地址长26~34位，“3”开头的地址长34位，例如"1DwunA9otZZQyhkVvkLJ8DV1tuSwMF7r3v"，地址也可编码成快速反应矩阵码(QR-Code)的形式让移动设备能够便捷地读取复制。比特币客户端可以离线生成比特币地址 。一个人可以生成并拥有许多比特币地址，并用在不同的交易上，而且除非自己揭露，或与其他数据链接，否则外人无法看出其中的关系。可用的比特币地址数量接近2¹⁶¹个。形象地说，假如地球上约有2⁶³粒沙，如果每一粒沙中有一个地球，那么比特币地址总数远远超过所有这些“地球”上的所有的沙子的数量。

私密密钥

比特币的私密密钥（私钥，private key），作用相当于金融卡提款或消费的密码，用于证明比特币的所有权。拥有者必须私密密钥可以给交易消息（最常见的，花费比特币的消息）签名，以证明消息的发布者是相应地址的所有者，没有私钥，就不能给消息签名，作为不记名货币，网络上无法认得所有权的证据，也就不能使用比特币，交易时以网络会以公钥确认，掌握私密密钥就等于掌握其对应地址中存放的比特币。
私密密钥必须保密、否则任何人只要拥有某一地址的私密密钥，即可使用其中的比特币。也不能丢失，而且不像金融卡密码遗忘时，用户可以根据当地的金融规范，携带自己的身份证件，亲自前往金融机构据点，办理密码重置后继续使用原来的账户，但若比特币的私钥丢失，将如同忘记保险箱的密码而无法正常打开取用保险箱内的物品，而且没有方法可以重置（除非有事先备份），2013年，有一位英国用户因为不小心丢弃了存有其私密密钥的硬盘，导致里面的7,500个比特币，当时价值750万美元，无法使用。，除非私钥被找到，否则这些比特币将永“躺”在区块链里，不再流通，而使得流通中的比特币变少。，而要破解私钥的难度很高，这是其中一个作为不记名的比特币的主要安全机制。根据区块链业者Chainalysis的估算，在2017年底时，约有17%至23%，278万个到379万个的比特币因为私钥丢失、密码遗忘等原因，而永远无法使用与进入流通。
比特币私密密钥通常由51比特或52比特字符表示，其编码方式与比特币地址相似。51比特标记法由数字“5”开头，52位标记法由“K”或“L”开头。比特币地址是由比特币公开密钥进行散列运算得出的，公开密钥是可以通过私密密钥推算出的。所以掌握私密密钥就可以推算出私密密钥对应的地址（不可逆），这相当于只需要输入一组正确的密码，就可以推算出账户名称并登录，而无法从账户名称反向推算出密码般。
2013年圣诞节前，12天比特币节目中，Adam Johnson收到Bloomberg电视台的主播Matt Miller送的价值20美元的比特币礼物卡。他开心的打开礼物卡包装，在摄影机前展示了约10秒钟礼物卡，然后，10秒钟之内，钱就不见了。这张礼物卡上面，是一个比特币钱包的地址跟私钥的QR CODE。

挖矿

只要能连上网络，和有适当的中央处理器CPU、图形处理器GPU、特殊应用集成电路ASIC等计算机设备，称为“矿机”，任何人都可挖矿。为了获得系统每十分钟奖励的比特币，找到让账册区块难以被恶意修改但是却易于验证的数学难题，此过程犹如开采矿物一样困难，故称为“挖矿”，使用矿机挖矿的人被称为“矿工”。挖矿还包含打包和验证数千笔交易成为区块，证明转账者有足够的比特币，防止一币多付的发生，从而赚取比特币手续费。

交易

比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在区块链中，比特币交易就是在区块链账本上“记账”，通常它由比特币客户端协助完成。付款方需要以自己的私钥对交易进行数字签名，证明所有权并认可该次交易。比特币会被记录在收款方的地址上，交易无需收款方参与，收款方可以不在线，甚至不存在，交易的资金支付来源，也就是花费，称为“输入”，资金去向，也就是收入，称为“输出”。如有输入，输入必须大于等于输出，输入大于输出的部分即为交易手续费。
矿工产出交易没有输入，只有输出，交易记录会显示新生成的比特币（Newly Generated Coins），除矿工产出交易外，一个输入必然是另一笔交易的一个输出，也就是一笔收入必然是其他人的支付。一个输入没有成为另一笔交易的输出时，它是“未花费的”，也就是“账户余额”。收录此交易的区块被广播后，此交易就有了“1个确认”。矿工们平均每10分钟产生一个区块，每一个新区块的诞生会使此交易的确认数加1。当确认数达到6时，通常这笔交易被认为比较安全、难以逆转。。比特币交易为不可逆，每一笔交易都无法撤销，商家不必遭到诈骗式的拒付而遭受损失，唯一可以获得退款的方法，就是请对方再做一笔反向交易，但需要对方的配合。

比特币分布

比特币的所有交易都会被记录在区块链上，最富有的地址可以很轻易的在网络上公开查询，然而，作为匿名的比特币地址，原则上无法得知持有者，除非特别情况，通常也无法得知某人拥有的比特币地址，每个人都可以创建及拥有许多的比特币地址，不同地址可能由同一人持有，包括有些余额很少的地址，且不代表持有者的真实财富状况，而该地址的私钥若丢失，里面的比特币就不能使用，因此某些地址的比特币，特别是只进不出、或长期未花用的地址，可能是私钥已丢失、而任何人皆无法再使用的地址，而且有些地址是由交易所等机构持有，不属于特定个人。
最富有的地址有大约10万多个，大多是作为交易所的冷钱包
有数个比特币位置存有未使用的大量资金。其中部分地址曾存有美国联邦调查局自在线黑市“丝路”创办人“恐怖海盗罗伯特”（Dread Pirate Roberts）处查扣的比特币资金，这些地址已在2013年10月被美国司法部强制下线。

匿名与隐私保护

匿名与隐私是比特币问世时主要的诉求，因为交易或创建比特币地址、钱包时，不需要提供任何个人信息，但交易信息是向全网广播的，因此所有交易记录细节都是公开的、而可以追踪。不同于采用实名制的传统金融机构，通过将交易信息与客户个资严格保密来保护客户隐私，但若国家机关基于特定原因，而向金融机构调取数据，或是被黑客攻击，这样仍然会使隐私消失，而使得特定交易信息与客户个资曝光，比特币可通过为每笔交易创建不同的地址来保护隐私，bitcoin.org网站也建议每一个地址只做一次交易。例如，甲方希望发送1.20 BTC给乙方，那么任何人都可以通过比特币网络上所有节点都能够查阅这笔1.20 BTC的交易细节。但除非甲方或者乙方公布自己拥有其中的一个地址，否则作为不记名的货币，其他人很难知道这笔交易是发生在甲方与乙方之间的。
理论上，如果有调查者能够将某一个地址与某一用户间创建关联，那么调查者就可以追根溯源，搞清楚每一笔交易的对方，如比对其它的个人信息，如交易的IP地址等，某特定交易的信息，要求已知的一方交代交易的另一方的身份等，并顺藤摸瓜经由交易链，并配合比特币交易所基于反洗钱法的KYC身份认证，直到确定目标地址的真实所有者，因此，只要有一笔交易被证明为犯罪，如某些交易是绑架的赎金或是未经持有人同意下，从被盗的账户转账出去等，之后所有后续转出去的地址都会被"污染"。但实际上，想要确定某个比特币的真实所有者依然是异常困难的，加上后续混合比特币(Bitcoin Mixing)、或洗钱服务的产生，虽然强化了隐私保护，但也增加金流追踪的困难，这一属性使得比特币吸引了很多非法物品交易者的兴趣。
为求彻底解决比特币有关隐私性、被监控、被追踪等疑虑，后续开发了强调隐私，有自动混币或加密功能的区块链与替代加密货币，通称隐私币，包括达世币、门罗币、Zcash、PIVX等。

比特币挖矿僵尸

网络安全公司趋势科技提出信息安全警告，比特币采矿恶意软件猖獗，根据统计日本约3000台计算机感染了该病毒，约占全球的四分之一、数量居首，该公司呼吁日本用户不要浏览可疑邮件及网站。第二位是美国的2606台（占21%），其次为澳大利亚、印度、法国、与台湾。也称台湾为全球第6大受害者，建议台湾用户以个别管理钱包、离线管理降低被窃风险。
2010年6月，澳大利亚广播公司发现一名雇员用公司的服务器进行挖矿。
2011年6月，网络安全公司赛门铁克公司发出警告，僵尸网络正在参与到比特币"挖矿"中。这会占用受害者的计算机运算能力、消耗额外的电力并导致主机温度升高。
在2011年8月，比特币挖矿的僵尸网络被发现了。同时也发现，木马感染的“Mac OS X”计算机被用于比特币挖矿。
另外，一些有争议软件也大量利用显卡的并行计算能力生成僵尸网络，进行比特币挖矿。
2017年12月2日，阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的一家星巴克咖啡馆，被发现店内提供顾客使用的Wi-Fi遭植入Coinhive挖矿程序。

成为犯罪工具

比特币基于不受政府控制、相对匿名、难以追踪的特性，和其它货币一样，也被用来进行非法交易，成为犯罪工具、或隐匿犯罪所得的工具。

庞氏骗局指责

比特币曾经被指控为“庞氏骗局”，因为比特币的汇率在不断地上涨，而早期的比特币用户挖矿较为容易。欧洲中央银行曾对这一虚拟货币进行仔细认真的研究，在2012年发表的分析报告中表示以现有资料难以判断比特币是或不是庞氏骗局，一方面买入比特币的人需要找到其他人愿意买入方可取回资金，许多人认为这符合庞氏骗局的特征，但另一方面比特币计划从来没有向任何人承诺高回报，报告认为如果以金钱作考量，比特币对于用户而言是一个高风险系统。

丝路购物网站

在美国，一个匿名化的交易丝绸之路所主导，自称为黑市亚马逊Amazon.com，比特币是它的唯一交易货币。 2011年，纽约州参议员查尔斯·舒默和其他人致信给美国药品管理局，指责丝绸之路运用比特币洗钱，要求对丝绸之路和比特币展开调查。和TOR一样，比特币都是合法技术，被用在丝绸之路的网站中，为执法部门带来了很多难题。不过，开发比特币的核心成员Jeff Garzik表示，虽然各方的身份是匿名的，执法部门仍可以利用先进的网络分析技术，通过区块链中公开的交易记录流程来跟踪单个比特币用户。 2013年11月，丝绸之路已经被美国政府查封。
2014年1月，美国司法部宣布，比特币交易站运营者罗伯特·法伊拉（Robert Faiella）和查理·史瑞姆被正式指控参与洗黑钱，帮助丝绸之路贩毒者将100万美元兑换成为比特币。 
由于和违法行为之间常有牵连，因此比特币受到许多严厉的查看。在2013年，美国联邦调查局强制关闭在线黑市“丝路”，并查扣144,000比特币，当时约值2,850万美元。但若与其他国家比较，美国政府对比特币持相对友善的态度。中国大陆政府的新规定限制了人民币和比特币之间的交易。欧洲银行业管理局则警告比特币缺乏对消费者的保障。比特币可能遭窃且在技术上不可能获得任何补偿。

勒索

比特币也普遍被用来当成勒索软件的金流工具，手法是骇入受害者的计算机后，将受害者的计算机的文件加密，受害者在约72-96小时的时限内必须支付一定金额后，才能获取密钥解密，否则逾时密钥销毁，受害者如要解开已被加密的文件将非常困难，因此，不只个人，学校、证券商、医院、寺庙不等，而且还发展出以比特币为报酬的黑客攻击服务
2017年5月，一款名为WannaCry的勒索软件，造成数十万台计算机遭到感染，也是以比特币为支付工具。
2017年6月，另一款名为Petya的勒索软件，也是以比特币为支付工具。

集资骗局

2018年中，5个月内已有近三百种虚拟货币出现，当中它们亦流行以ICO募款。而最近四月发生的越南虚拟货币Pincoin于集资后筹募得六亿六千万美元后失踪，亦引起市民的哄动及留意。而同年3月19日，香港证监会亦首次叫停在港集资的首次代币发行计划。

流通性与接受度

比特币仍然有合法或正当的用途。有多种途径使用比特币，通过电子货币交易所、比特币提款机、服务商和个人等渠道，就能兑换为当地的现金或金币或以现金或金币购买比特币；也可以直接使用它购买物品和服务，或使用比特币金融卡。特别继维基解密宣布接受比特币捐助后，认可使用比特币的个人、组织和企业迅猛增长。   Coinmap是一个专门收录全球范围内接受比特币支付的实体商家网站，比特币维基有一个网页则列出了接受比特币支付的合法网络商家。
随着比特币金融卡的激活，即使商家不接受比特币，仍然可以依照比特币与法币的即时汇率，而以比特币付款，犹如刷人民币账户的金融卡支付外币（美元、欧元等）消费，仍然可以依照该外币与人民币的即时汇率，而从人民币的存款账户扣款来完成付款，这样商家只要支持Visa 或 Mastercard等信用卡，或是Apple Pay等移动支付功能者皆能使用，，使用范围就能从直接接受比特币的1万商家，大幅扩大到包括网络购物、卖场购物、餐厅和咖啡厅用餐、搭乘交通工具、加油站加油等数千万个商家（Visa 2,900万、MasterCard 3,200万个），如果许可，并可使用世界各地逾3千多万台一般法币ATM，以比特币提领当地现金使用。

合法性与各国政府的态度

比特币做为一种非由国家力量发行及担保的交易工具，已经被全球个人、组织、企业等广泛认可、使用和参与。某些政府承认它是货币，但也有一些政府是当成虚拟商品，而不承认货币的属性。

其它加密货币

除了比特币，当前还有许多相似的同类型货币，统称为加密货币，比特币以外的加密货币，又称为山寨币、竞争币（英语：altcoin），当前有数千种以上的加密货币在流通，并且持续增加中，新的加密货币可能在任何时间被任何人创建出来，可经由独立创建、硬分叉、透过ICO发行的代币等方式创建。其它加密货币有更多的功能、更完善的隐私保护、更快的区块生成时间、支持智能合约等。