题图
通过前面的学习和实践，相信你对比特币已经有了一定的了解，在使用了比特币钱包之后，你已经推开了比特币的大门。如果说比特币是一家银行，那么它应该具备两个基本功能：发行货币和记账，今天我们的任务是初步的探索一下它的记账能力。
从技术角度，说起记账，你可能会联想到商业的Oracle数据库，或被广泛使用的MySQL，比特币是一个去中心化系统，它不可能利用这些软件进行记账，但由于记账是比特币的核心能力之一，同时它又被称为分布式账本，所以很多懂技术的人会把比特币理解成一个分布式的数据库。
逻辑上，数据库是类似于Excel或Numbers的表，它的基本单位是行（Row）或记录（Record），在“比特币数据库”中，没有抽象的行，取而代之的基本单位是具体的交易。下面，我们由表及里的从交易入口、交易原理两方面进行学习。
交易入口
比特币系统的用户界面（User Interface）就是它的钱包，上一篇我们介绍过，钱包上的交易二维码（或其对应的地址）即是交易的入口，我们来看下这个二维码背后会藏着怎样的信息。
假设你去一家可以接受比特币付款的咖啡厅买了一杯咖啡，收银员会打印一张收银单给你，在这个单子上有一个二维码，意思是你可以通过扫描这个二维码来付款，例如下面这张：
通过钱包扫描这个二维码，你可以看到支付金额，收款地址，以及一些附加信息，例如“Bob's Cafe”这样的描述字样。注意，如果你扫描了上面的二维码，千万不要点付款，否则你的币就丢了。
实际上，扫描二维码后，钱包程序会给你解析出一堆字符：
bitcoin:1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA?amount=0.015&label=Bob%27s%20Cafe&message=Purchase%20at%20Bob%27s%20Cafe
这些字符中包含了发起一笔交易所需的信息，看不懂这串字符也没有关系，如果你使用过BT下载的话，下面这一串字符你一定不会陌生
magnet:?xt=urn:btih:2570CE2EA93F7D44277F0A694D01A0896033D7CE
没错，这是BT磁力链的地址，有没有发现这两个地址很相像，是的，因为比特币本身也是一种p2p网络，所以它的协议（节点之间通信的规则）也遵从了p2p的设计原则。也许你会问，比特币的p2p网络有什么作用？它和传统的p2p有什么区别？
除了之前说的防止数据损坏、防止被恶意攻击之外，p2p还起到扩散交易的作用，一笔交易很大程度上不是点对点的传输，而是接收到交易的节点，验证了交易的正确性后，将交易转发给与之连接其他节点，这种传播方式也正是我们常说的“病毒式”传播，一笔交易在短短几秒钟之内就可以传播到整个网络。
回到刚才的那串付款码，通过其他节点对其解码，会得到以下信息
- 收款端比特币地址: "1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA"
- 付款金额: "0.015BTC"
- 地址对应的标签: "Bob's Cafe"
- 付款所需的描述: "Purchase at Bob's Cafe"
交易原理初探
比特币交易的设计来源于会计中的复式记账（Double Entry Bookkeeping），复式记账是一种高效的便于统计各个业务的记账手段，其中的借贷法需满足以下等式：
Asset（资产）+ Expense（支出） = Liability（负债） + Equity（所有者权益）+ Income（收入）
据我理解，等式左边可看做一家公司的总资产或总债务（即debits），等式右边为资产或债务的来源（即credits——意为有信用别人才会借债给你）。交易账本分两部分，左边部分Debits和右边部分Credits。当等式左边项的值增加时，我们在账本的左边部分（Debits）进行记录，当等式左边项的值减少时，我们在账本右边（Credits）进行记录；相反，当等式右边项的值增加时，记录Credits部分，而当等式右边项的值减少时，记录Debits部分。是不是被我绕晕了，我开始接触这个概念时也是一样的感觉，我们把它和比特币结合起来看一下吧。
假设比特币是一家银行，从这个角度看过去，当交易发生时，花钱的一方相当于用钱兑换了等值物，比特币这家银行的负债减少了（等式右边），此时会在Debits部分（账本左边）记录一笔；与此同时，收款的一方相当于给“比特币银行”带来了新的负债，负债增加（等式右边），那么需要在Credits部分（账本右边）也记录一笔。账本的Debits和Credits分别对应了交易的Inputs和Outputs。
复式记账需满足左边Debits和右边的Credits相等，这样就不会少账，Debits和Credits下可以记录不同的业务（上面的等式中包含5项业务），这样就可以很方便统计不同业务的财务状况，在比特币中，业务即对应着每一个比特币地址，所以，通过一个简单的数据结构就实现了为所有人记账的功能。看到这里，你应该会感叹一下人类智慧的伟大了吧！（这一部分内容并不容易理解，没关系，你可以先看下文后的参考链接，然后再回过来看这段文字，如果还有疑问，请给我留言。）
上图是一笔交易举例，虚线左边是输入（Debits），右边是输出（Credits），可以看到输入之和几乎等于输出之和，不是说应该完全相等吗？为了奖励矿工做出的交易确认和写入账本的工作，交易过程中会产生一笔隐形的交易费用，这笔交易费用不作为输出明确的列出来，在这个例子中，该交易费用为0.05BTC。
对照着复式记账，我们来看一笔真实的比特币交易会包含了什么信息
上图包含三笔交易，以中间的交易为例，可以看到一笔交易中，包含了
- 一个交易ID：
0627052b...c2f2 - 输入：新交易的输入就是旧交易的输出，还包括原拥有者的数字签名
7957a...6f18:0 - 输出：输出会指向新拥有者的地址，该例中，输出产生了两个地址，另一个是用来找零的
- 交易费用
新交易的输入是旧交易的输出，这说明了比特币是一种价值链条，价值永远从一个人转移到另一个人；为什么输入要包含消费者的数字签名呢？这是为了让这笔交易可以被验证——交易者用私钥进行签名，而系统用公钥来验证签名的正确性——证明确实是这个人花的，而不是别人花的。
最后我们再回到钱包，当一笔交易完成后，你钱包中的余额会产生变化，这又是怎么做到的呢？通过上文，这个现象就比较好解释了，因为每笔未使用的交易输出中（Unspent Transaction Output, UTXO），都对应一个地址，钱包程序只需收集自己地址的UTXO，并将它们累加，即可算出余额。
总结
在这篇文章中没我们以一笔交易的生命周期为脉络，从发起一笔交易，谈到了比特币中的交易原理，介绍了会计中的复式记账法，并通过例子描述了一笔具体交易的形态，最后当一笔交易结束时，用户会有什么感知。如果不想深入到交易的实现细节，我想你看这篇文章就刚刚好。
参考
- 复式记账（复式簿记）的基本原理：https://www.zhihu.com/question/20718557
- 从单式记账到复式记账：https://sspai.com/post/36607
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我建立了一个收费的知识星球，在这里，我会为大家营造一个沉下心来学习的环境，在今年，我至少会做三件事情：
- 精通比特币的实现原理
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以上内容会不定期的输出分享，同时也会在能力范围内解答同学的问题，期待你的加入
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