根据中本聪的构想，比特币要建立的是一套“完全通过点对点技术实现的，在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何金融机构”的电子货币系统。在中本聪看来，利用密码学的知识，可以有效代替第三方机构提供的信任，从而实现这样的构想。
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作为一种数字货币，比特币本质上是一串数字签名。上一个货币拥有者通过这样的形式将货币传给下一个人，将上一次交易的哈希值和下一个拥有者的公钥作签名，并将这些添加到这枚货币的末尾，然后收款人通过验签来证明该链条的拥有者。
对于数字货币来讲，比较棘手的一个问题是所谓的“双花”。所谓“双花”，通俗来说就是同样一笔数字资产被重复消费，换言之，就是同样一笔钱被花掉两次或者多次。从根本上讲，这个问题的出现是由数字货币的本质决定的。由于数字货币就是一串字符，袁文泽博客www.yuanwze.cn因此它很容易被多次复制、重复发送和使用，继而在支付或者转移数字资产时出现“双花”或者“多花”的现象。要保证一种数字货币的成功，就必须有效地解决“双花”问题。
中本聪对“双花”问题给出的解决方案是，将交易数据通过哈希转换后加上时间戳，并将这个结果广播。具体来说，它通过默克尔树来将所有的交易情况转化为哈希值，然后将这个值和时间戳、上个区块值等参数打包成本区块值。通过把这样的区块按照时间顺序排列，就形成了一条区块链。通过这种方式，就可以将所有交易的内容、时间有效地提交全网验证、监督。
需要指出的是，比特币采用的是分布式网络，由于各节点可能存在时滞，因此每个节点观察到的交易时间可能存在差异。如果不对各节点的记录进行统一，“双花”问题就不能得到根本解决。要解决这一问题，就需要确定究竟以哪些节点的记录作为标准。
为此，中本聪引入了所谓的工作量证明机制，即前文所说的PoW机制。具体来说，它在每一个区块的数据生成之后，都在后面加入一串随机数字，然后通过哈希转换将其变为哈希值。每一个争夺记账权的节点都需要通过穷举试错，让这个哈希值的前若干位都为0。率先完成这一任务的，就获得记账权。当一笔交易获得50%以上的节点验证之后，交易的状况将会被写入区块链。这里需要说明的是，之所以要通过这种机制来分配记账权，主要是为了让记账权的争夺者付出一定的成本，从而增加攻击系统的成本，遏制恶意攻击的行为。
由于通过PoW机制争夺记账权需要投入大量成本，因此为了保证参与者的积极性，系统会随机对成功参与验证和记账的节点发放一定的比特币作为回报。这个过程就是前文介绍的“挖矿”，即比特币新币的发行过程。比特币系统对比特币总量设计了上限，并且设定了挖出比特币的概率会逐渐减少。
通过以上设计，比特币就建立起了一套不需要第三方机构提供信用保证的点对点支付货币系统，并可以有效地解决所谓的“双花”问题。此外，由于对货币总量设定了上限，它还可以有效地遏制人们担忧的通货膨胀问题。
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