比特币是一种点对点的电子现金系统，基于新的区块链技术，有大套的知识，从基础的钱包，密码验证，到支付并记账。对于手机支付，网上支付大家都已经熟悉，本文主要讲解比特币支付和记账知识,毕竟它是区块链技术实现的，只有搞清楚如何支付和记账这个最核心的问题，才会真正相信比特币是值得信赖的。
结合常识，我们从以下三个方面理解：
1、 钱包余额
比特币钱包里的余额，用一个专业词汇叫UTXO（Unspent Transaction Output），直接翻译是“未花费交易的输出”。每个比特币钱包里，只有UTXO才能支出！多笔UTXO总计出钱包余额。
举例说明，A收到三笔钱，分别是0.1，0.3，1.0个比特币。左图是总共三笔UTXO，千万不要想象成右图，有很多个小比特币。只有三笔！
现在A要支付出去0.25个比特币。钱包软件这样操作，将0.3的UTXO支出，发起给对方0.25个比特币的交易，钱包再建立0.05个比特币的UTXO给回A（这里先忽视手续费）。这样A的钱包里还是有0.05，0.1和1.0三笔UTXO。
在网络里找到一张图，使用Bitcoin Core钱包软件可以查看UTXO明细，下图账户里有7笔UTXO组成0.00727个比特币的余额。如果直接转账会花费更多的手续费，因为多笔UTXO会耗费更多的字节。新版本的比特币已经采用segwit技术减少字节，从而减少手续费。
这是比特币钱包的支付的过程，如果支付金额小于钱包余额，是无法支付的。
随机挑一块比特币的区块，可以看到区块中交易信息，在转到下一个账户后，有的钱已经花费（Spent）掉了，有的钱还没有被花费（Unspent）。如下图：
2、 支付失败
中心化的交易系统比如支付宝，如果出现小概率严重故障事件，将引起大量交易失败回滚，告诉用户交易繁忙，稍后再试。而比特币是去中心化的系统，采用P2P网络，交易信息丢失情况不常见，但是交易缓慢常见，比特币的处理能力差不多是每秒7笔交易，双十一期间支付宝的交易峰值最高达每秒25.6万笔，所以区块链技术将升级到3.0版本，理论上支持每秒百万数量级交易。观察比特币网络，一次长的确认时间甚至超过30分钟，手续费给得很少，优先级很低，当发生大量交易的时候，好几个小时得不到确认。耐心等待，默认72个小时得不到确认会被自动退回。
查看区块中交易情况，确实有转账失败的，“Unable to decode output address”这种情况不少，大多数是写错收款方地址，一长串的字符一点也不能错，大小写也不能拼错，需要仔细，手工输入对方地址的都是高手。
3、 人人记账
去中心化的系统，人人都能记账，以谁记的账为准呢？这要所有人达成一致，也就是常说的共识问题。这是比特币设计实现的一个难点。
为了鼓励大家记账，中本聪设计的比特币系统给记账成功的人回报，这个过程也被称为“挖矿”。目前每挖出一个新区块，可以获得12.5个比特币，新区块就是记账用的账本。关于挖矿也有很多故事，不在这里赘述。
人人记账过程如下：
A） 新交易信息被钱包广播到网络中；
B） 每个矿工收集广播到的交易信息，验证交易信息是否有效，是否重复，检查是未确认交易后放到缓冲池（Memory pool）里；
C） 挖矿工作，抓取缓冲池里的未确认交易信息。按照手续费排序，每字节付费高的交易优先级高排前面，抓取交易信息后计算它们的默克尔树根值（merkel root）；
D） 将默克尔树根值，前一个区块的哈希值，还有一个Nonce随机数一起做二次哈希运算；
E） 每计算一回，Nonce就换一个随机数，在数亿次计算后，哈希值达到要求，符合新区块条件，向全网络广播新区块诞生。新区块里记录了交易信息，成为“一次确认”的交易；
F） 不仅给挖出矿的矿工新区块酬劳，还包括新区块中所有交易的手续费；
G） 所有矿工保存好新区块，将已经确认的交易信息从缓冲池里剔除，继续计算下一个新区块。
这样，实现了人人记账的功能。用了比较简短的语言，实际上还有大量的细节，没有提及和深入阐述。有时间可以写更详细的资料供区块链开发人员学习探讨。
需要补充说明一下，这样的分布式记账，可以被修改吗？基本无可能。每个区块都是根据前一个区块数据加密的。任何一个环节变动，比如增加一条交易信息到区块中，区块的默克尔树根值将引起变化，这样区块的哈希值将不符合，如果修改区块哈希符合，那么后续所有区块的值全部不符合，因为后续区块的哈希值是根据前一个区块的哈希值计算出来的。即使技术仿造一条链，如何复制到其他机器也是很大问题，需要超过全网算力的50%才可能有机会，这又是一个很长的故事，不再赘述。在大多数人诚实的情况下，是无法造假的。
一个去中心化的电子现金系统就这样实现了。所有人在交易的时候，不需要考虑背后如此复杂的机制，只需信任这套机制杜绝了造假。
和前面一篇《什么是区块链？告诉你真正的答案》相比，本篇技术含量多一点，可能一些人还有疑问，欢迎和我联系，可以有更多的知识分享给你。
作者：雨崩