加密货币交易如何运作?

发送加密货币交易需要什么?
在了解如何创建、广播、验证和处理加密货币交易的分步过程之前,一定要了解使这些类型的点对点交易成为可能所涉及的各个要素。
完成加密货币支付需要三个核心组成部分:
- 加密货币钱包
- 区块链网络
- 支付区块链交易/gas 费的加密货币
加密货币钱包
根据加密钱包是否永久连接到互联网,可以大致分为热钱包或冷钱包。
热钱包是下载到台式电脑、手机或其他智能设备上的软件。这些钱包不断连接到互联网,以便于用户快速接收和转移资金。
冷钱包是专用 USB 棒等硬件设备,必须手动连接到智能设备才能进行或接收转账。与热钱包不同,冷钱包没有与互联网保持恒定的连接。虽然许多人认为冷钱包比热钱包使用起来不那么方便,但它们被认为更加安全。
与现金钱包中的纸币不同,加密货币实际上并没有存储在加密钱包中。
加密货币持有量被记录在区块链上,这些资金的访问由钱包控制。加密钱包在区块链上存储用于与其分配的资金进行交互的地址。如果密钥丢失,则也无法访问与钱包相关的任何资金。
每个加密钱包都有自己唯一的公钥和私钥。密钥是加密钱包的重要组成部分,用于:
- 证明谁拥有区块链上的资金
- 数字签名并批准出站交易
- 创建面向公众的钱包地址
公钥和私钥是如何创建的?
使用一种单向加密公式,公钥和私钥在数学上是有联系的。私钥用于创建公钥。椭圆曲线密码学 (ECC) 是一种主要的公钥密码学方法,用于为加密钱包(包括所有比特币钱包)生成密钥。
如果您有兴趣了解更多关于这些概念的信息,可以查看Kraken学习中心的文章加密货币如何运用密码学?
确保这些密钥安全之处在于,只有私钥持有者才能创建公钥并证明钱包相关资金的所有权。密码学使人们几乎不可能从公钥中破解私钥是什么。
下面是一个将这一概念可视化的示例。想象一下,您有一个百万位数字。从这个一百万位数字中, 你必须找出一对特定的数字, 然后把它们加在一起 就形成了这个数。由于这个问题有所有可能的解决方案,找到正确的组合将需要大量的尝试和错误。
但是,一旦找到解决方案,世界上的其他人很容易就会自己验证您是否找到了正确的答案。毕竟,这只是将数字相加并检查其与百万位数字是否匹配的问题。
这种难以找到解决方案的问题,以及在找到解决方案后易于检查的问题,是加密货币交易的核心所在。这种密码学的使用使加密货币交易能够可靠、安全且经济高效地运行。
ECC 甚至更进一步,使用复杂的线系统,它与图形上一种特殊类型的曲线相交。每次它穿过曲线时,直线就会垂直改变方向,以此类推。在此例中,公钥是密钥次数后交叉的第一点和最后一点。
在此例中,私钥是从点A到曲线上最终点移动的秘密次数。
加密钱包地址是如何创建的?
除了公钥和私钥之外,还有加密钱包地址。
这是通过获取公钥(而公钥又从私钥中创建)并通过加密哈希算法运行公钥来创建的。这是另一种单向数学算法,它接受任何输入并将其转换为随机固定长度的字母数字代码字符串,称为“哈希”。
哈希码被称为“唯一”和“确定性”。这意味着每个输入都会创建一个完全唯一的哈希码,每次在算法中运行它的数值完全相同。
与公钥和私钥一样,人们无法查看哈希值并知道是由什么输入创建的。
这个哈希值用作加密钱包地址,供人们共享以接收入站加密货币交易。
私钥和公钥存储在哪里?
热钱包在钱包软件本身中在线存储密钥。
虽然它的优势在于允许用户随意无缝地发送和接收交易,但也使其容易受到网络犯罪分子的攻击。
冷钱包的私钥和公钥离线存储在物理设备中。
这使得冷钱包的在线攻击几乎是不可能的。然而,权衡点在于,用户每次想要转账时,必须将冷钱包连接到计算机或智能设备。
对于不经常交易的长期持有者来说,这不是什么大问题。但是,对于更活跃的交易者来说,他们经常在不同的地址之间转移资金,所以增加这种级别的安全保障可能会带来不便。
如果您想进一步了解加密货币存储方法的不同优点和缺点,请查看 Kraken 学习中心的文章 如何确保加密货币安全。
如何在区块链网络上处理交易?
区块链概述
区块链是一种分布式分类账技术。简而言之,区块链是一种用于记录数据的系统,由一个开放社区管理和维护,而不是单一机构。
世界上任何人都可以参与运行公共区块链网络,前提是他们能够访问互联网和智能设备。大多数区块链网络都会采取措施“去中心化”平台,确保没有任何一个人或中央机构可以控制区块链的账本。
自愿投入时间成为区块链网络积极参与者的人被称为“节点”。节点可以执行各种任务,从维护完整的交易历史到执行最重要的数据验证任务。
什么是区块链?
区块链可以被认为是一个虚拟的方框(或“块”)字符串,其中每个方框都包含一定数量的数据。对于加密货币网络,这些方框中的数据主要是交易信息,即谁转移了内容、转移给了谁以及何时转移。
随着新交易被广播到网络,必须创建新区块,填充新数据,进行验证并添加到链中。
添加到区块链上的所有区块都是永久的、不可更改的,这意味着不可能回去更改成品区块中存储的信息。这就是为什么数据验证的作用如此重要。所有交易数据都必须由网络中的所有节点一致验证,以确保只有有效的交易才得到处理。
由于没有单一机构管理网络,因此使用自动化系统来确保所有节点就提交到区块链的新数据达成一致。这种系统被称为在像比特币这样的区块链网络上挖矿,其目的是为了阻止恶意代理通过无效交易破坏网络。
这个系统被称为共识机制。
虽然不同的区块链使用不同类型的共识机制,但它们都是为了实现这一目标——保持有关所有权和交易的准确信息。
工作量证明和权益证明是加密货币中最常用的系统。
交易费用
为了补偿节点的努力,所有加密货币用户都需要支付交易费用来处理他们的付款,有时被称为矿工费。
这涵盖了与运行节点相关的计算成本,并从经济上激励了节点继续在网络上运行。
费用可能会因区块链以及当时的网络拥堵程度而异。
在某些情况下,用户可以在交易费用之外附加小费,以鼓励验证者将付款置于队列中其他人的前面。
将这一切放在一起:加密货币交易是如何运作的
现在,我们已经清楚了加密货币交易流程的组成要素,让我们看看支付从开始到结束是如何运作的。
交易
我们假设Ben已经完成了购买比特币的流程,现在想要给Olivia发送1个比特币(BTC)。切记,本可以发送更小的称为 Satoshi 的比特币单位,但为了简单起见,我们将使用一个完整的比特币。
- Olivia把她的公共钱包地址发给Ben
- Ben获取Olivia的公共钱包地址,并创建一条交易消息,其中包含有关预期交易的信息(Ben的一枚比特币来自哪里、去向哪里、应该以UTXO的形式退还给Ben多少零钱以及附加的费用金额)。
- 此交易消息通过加密散列算法运行,以简化为固定长度的唯一代码。
- Ben 用私钥对生成的哈希码进行加密,为交易创建数字签名。通过这样做,Ben向Olivia和区块链网络证明了他发送了交易,并且在传输过程中没有被篡改。
- Ben将原始交易信息和数字签名发送给Olivia。
- 奥利维亚使用本的公钥解密数字签名,揭示交易消息的哈希值。
- 然后,奥利维亚通过相同的加密散列算法运行原始交易消息,以产生散列,并将其与上述步骤中暴露的散列值进行比较。
- 两个哈希值应该完全相同,以证明 Ben 发送了交易,并且在传输过程中没有损坏。交易详情的任何更改都会引发完全不同的哈希值,并向网络显示有人试图篡改交易。
广播
既然 Olivia 已经能够验证从 Ben 发送的交易有效,那么现在就必须将其广播到网络,以便所有节点都能够验证此信息。
- 交易消息和数字签名最初被发送到最多八个节点。然后,每个节点将这些信息中继到网络中最多七个其他节点。
- 这种情况将持续到区块链网络中的每个节点收到并独立验证交易。
- 待处理/未确认的交易经过网络中的所有节点验证后,会存储在一个称为内存池(简称内存池)中。
完成
根据底层区块链使用的共识机制的类型,选择一个验证节点来提议一个装满内存池交易的新区块。
对于工作量证明验证者来说,一旦从挖矿过程中选择了成功的验证者,网络中其他节点必须首先证明他们在提出新区块之前赢得了哈希竞争。如果您想了解有关此过程的更多信息,可以查看 Kraken 学习中心的文章 什么是比特币挖矿?
一旦包含 Ben 与 Olivia 交易的区块被添加到区块链中,它就会被视为一笔经过奇怪确认的交易。在此区块之后添加到区块链中的每个区块,本的交易都会获得额外的确认。额外的确认轮次可以帮助提高交易在网络上准确性的确定性。
虽然一些加密钱包会在一次确认后认为交易成功,但其他钱包(如比特币钱包)通常需要最多 6 次确认。比特币的区块时间为每十分钟一个区块,六个确认可能需要一小时左右才能完全结算。
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