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去中心化虛擬加密數字貨幣 来自维基百科，自由的百科全书
比特幣（英語：Bitcoin[註 4]，縮寫：BTC 或 XBT，符號：₿）是一種基於去中心化採用點對點網路、共識主動性與開放原始碼以區塊鏈作為底層技術的加密貨幣[7]。「比特幣」一詞，最早是由一名叫中本聰（網名）[註 5]（Satoshi Nakamoto）於2008年10月31日發表的論文中提出[8]，隨後比特幣創世區塊於2009年1月3日誕生。
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| 比特幣 | |
|---|---|
 比特幣使用者端程式中常見的標識 | |
| 使用地區 | |
| 法定貨幣 |  薩爾瓦多 古巴 中非 多米尼克 |
| 流通貨幣 |  全世界（除在中國等少數國家/地區被禁止流通） |
| 發行歷史 | |
| 始發時間 | 2009年1月3日 |
| 貨幣單位 | |
| 1 | 比特幣（Bitcoins，BTC） |
| 10−2 | 比特分（Bitcent，cBTC） |
| 10−3 | 毫比特（Milli-Bitcoins，mBTC）[3] |
| 10−6 | 微比（Micro-Bitcoins，μBTC） |
| 10−8 | 聰（Satoshi，sat）[4][5] |
| 貨幣符號 | BTC[註 1]、XBT[1][註 2]、₿、฿[2][註 3] |
| 貨幣估值 | |
| 貨幣供給 | 有限發行（按照收斂等比數列，發行速度每4年減半，直到2140年，總量接近2100萬[6]） |
| - 資料來源： | Number of bitcoins in circulation |
| 「比特幣」的各地常用名稱 | |
|---|---|
| 中國大陸 | 比特幣 |
| 臺灣 | 比特幣 |
| 港澳 | 比特幣（位元幣） |
| 星馬 | 比特幣 |
在大部分國家、央行、政府機關、學術界則將比特幣視為虛擬商品，而不認為是貨幣[9]。貨幣金融學認為貨幣具有交易媒介、記賬單位、價值儲藏和延期支付四種基本職能，但由於其高度波動性因此不具有後兩種基本職能從而不是貨幣。[10]它通常被視為一種投資，並被許多學者描述為經濟泡沫。由於比特幣網路的匿名性，犯罪分子對其的使用引起了監管機構的注意，導致其自 2021 年起被多個國家禁止。[11]
雖然在被多國明令禁止後，但仍有部分國家對比特幣的未來持開放態度。2021年9月初，薩爾瓦多正式將比特幣作為國家法定貨幣與美元並列使用，衍生巨大爭議和混亂，引起世界各地比特幣投資者和投機者的密切關注。[12]
伴隨比特幣在全球的影響力與日俱增，很多國家在以比特幣為代表的加密貨幣合規化方面，紛紛出台相關政策與法規。繼加拿大推出比特幣、以太幣 ETH 後，2024年1月10日，美國證券交易委員會（SEC）宣布批准11檔比特幣上市，這項決定也具有重大意義，象徵著美國政府對加密貨幣的態度發生了重大轉變。在此之前， SEC 曾多次駁回比特幣 ETF 的申請，理由是加密貨幣存在欺詐、洗錢等風險。但這次批准，表明 SEC 對加密貨幣的態度有所軟化，至少承認了加密貨幣作為一種投資工具的合法性。[13][14][15]
2024年3月，單枚比特幣價格首次突破7萬美元關口，創下問世以來的價格新高。[16]
2024年11月6日，由於對於加密貨幣領域較友好的川普，在美國總統大選中取得領先，單枚比特幣價格突破7萬5千美元，再次創下問世以來的價格新高。
有觀點認為，比特幣的問世是人們憎恨商品經濟中國家主權貨幣超發、以及貨幣政策干預[17]、嚮往禮物經濟中社群共識貨幣自主的結果[18]；其中比特幣的匯率，代表全球投資者對比特幣增加或者減少的反應[19]；而比特幣的底層技術區塊鏈可應用在各行各業[20]。
通常，首字母大寫的「Bitcoin」是指其所使用的比特幣技術與網路，而首字母小寫的「bitcoin」才是指加密貨幣本身[21]。比特幣也是區塊鏈支付系統和虛擬計價工具[22]，由於其採用密碼技術來控制貨幣的生產和轉移，而沒有中央的發行機構，無法任意增發，交易在全球網路中執行，有特殊的隱秘性，加上不必經過第三方金融機構，因此得到越來越廣泛的應用，也成了非法交易的媒介。使用者利用個人電腦和智慧型手機中的加密錢包軟體，無需任何銀行、信用卡、線上支付公司等中介機構，可隨時隨地在網路上直接交換物品、服務。 [23][24][25][26][27][28][29]根據劍橋大學2017年的研究，全球有多達580萬個加密錢包活躍使用者，其中大多數使用比特幣。[30]同時，有觀點認為，比特幣技術得到了廣泛的認可和使用，使人類迎來了區塊鏈時代。[31][32]
作為記帳系統，比特幣不依賴中央機構發行新錢、維護交易，而是由區塊鏈完成，用數位加密演算法、全網抵禦51%算力攻擊保證資產與交易的安全。交易記錄以被全體網路電腦收錄維護，每筆交易的有效性都必須經過區塊鏈檢驗確認。[33]
作為記帳單位，比特幣的最小單位是 0.00000001 （一億分之一）比特幣，稱為「1聰（sats）」。如有必要，也可以修改協定將其分割為更小的單位，以保證其流通方便，區塊回報每產出21萬個區塊減半一次，周期大約為4年，最近一次減半在2020年5月12日[34]，而此種收斂等比數列的和必然是有限的。2024年4月20日，比特幣迎來其誕生十五年來的第四次"減半"，減半後礦工每天通過驗證交易生產的比特幣數量從900個減少到450個，減半後的礦工獎勵從6.25個比特幣降至3.125個比特幣。2018年4月，已經有1700萬比特幣被開採，剩餘400萬個比特幣，開採產量已超總額的80%。[35]2019年5月12日時，比特幣總存量約17,695,512個，實際可流通的量還會因為私鑰遺失等因素減少。比特幣的總發行量達到1910萬，整個網路超過90%比特幣已經被開採完。截止到2140年，比特幣將被全部開採完畢，預計總額度略低於2100萬枚。[36]
區塊鏈（Blockchain）是比特幣的一個重要概念，該概念最早在中本聰的白皮書中被提出，區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的資料塊（稱為「區塊」，block）。新增的資料塊總能連結到上一個區塊，即整條區塊鏈的尾部。比特幣對等網路將所有的交易歷史都儲存在「區塊鏈」（blockchain）中，所以區塊鏈可以看作記錄著比特幣交易的帳本。區塊鏈是一群分散的使用者端節點，並由所有參與者組成的分散式資料庫，是對所有比特幣交易歷史的記錄[37]。中本聰預計，當資料量增大之後，使用者端希望這些資料並不全部儲存自己的節點中。為了實現這一目標，他採用引入雜湊函式機制。這樣使用者端將能夠自動剔除掉那些自己永遠用不到的部分，比方說極為早期的一些比特幣交易記錄。2009年，中本聰創造了比特幣系統的第一個區塊，即「創世區塊」，並附有一句「The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks」，而這句是當天泰晤士報的頭版文章標題。
在比特幣網路中，確認一項交易的過程，是由解決一系列計算難題的工作量證明機制來實現的。工作量證明機制要求電腦的計算能力為某個有限值的情況下，需要運算一定的時間才能解決，這就使得攻擊者無法重寫、修改交易歷史，除非他能夠擁有相對比特幣對等網路系統更強大的計算能力，從而能以更快的速度產生區塊鏈（稱為"51%攻擊"[38]）。工作量證明機制的難度由系統自動調節，所以新區塊的生成平均需時10分鐘。整個比特幣對等網路的節點都會自動檢測交易和區塊的有效性，並忽略任何違背規則的交易和區塊，比如那些產生錯誤數量的區塊，或多次傳送同一份額比特幣的交易行為。
在這一過程中，參與處理區塊的使用者端可以得到一定量新發行的比特幣，以及相關的交易手續費。為了得到這些新產生的比特幣，參與處理區塊的使用者端需要付出大量的時間和計算力（為此社會有專業挖礦機替代電腦等其他低配的網路裝置），這個過程非常類似於開採礦業資源，因此中本聰將資料處理者命名為「礦工」，將資料處理活動稱之為「挖礦」。這些新產生出來的比特幣可以報償系統中的資料處理者，他們的計算工作為比特幣對等網路的正常運作提供保障。 有鑑於此，其他類似競爭幣（Altcoin）都是用了相同的理念去處理端間交易資料，只是在工作量證明機制上進行調整，如採用權益證明（Proof of Stake）[39]和Scrypt演算法等。[40]
「比特幣讓人們第一次可以在網路上交易身家財產，而且是安全的，沒有人可以挑戰其合法性。」
——Marc Andreessen
比特幣錢包使用者可以檢查、儲存、花費其持有的比特幣，其形式多種多樣，功能可繁可簡，它可以是遵守比特幣協定運行的各種工具，如電腦使用者端、手機使用者端、網站服務、專用裝置，也可以只是儲存著比特幣私鑰的介質，如一張紙、一段暗號、一個快閃隨身碟、一個文字文件，因為只要掌握比特幣的私鑰，就可以處置其對應位址中包含的比特幣。比特幣無法存入一般的銀行帳戶，交易只能在比特幣網路上進行，使用前需下載客戶端或接入線上網路[42]。
| 使用者端名稱 | 網址 | 軟體許可證 |
|---|---|---|
| Multibit（雲資料區塊功能） | http://multibit.org/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） | MIT |
| Bitcoin Core（Core使用者端、核心使用者端） | https://bitcoin.org/en/download （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） | MIT |
| Electrum | http://electrum.org/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） | GPL |
比特幣客戶端有很多，但絕大多數均基於Bitcoin QT為原型開發。
比特幣最初客戶端為Bitcoin QT，由中本聰開發[42]。Bitcoin QT從0.4.0版本開始，支援錢包檔加密儲存。加密的錢包在每次付款的時候，都必須輸入密碼。但如果用加密之前備份的錢包檔案（wallet.dat）替換回來，還是可以正常交易。考慮到比特幣的原理可得出，掌握私密金鑰（私鑰）即擁有對相應位址中比特幣的處置權，不管對錢包檔案（內容包括各個位址對應的私鑰）是進行了加密還是刪除，都不能否定它。
其他客戶端都是以Bitcoin QT為原型開發的。通常支援雲儲存區塊，以避免使用者花費大量時間和磁碟空間下載舊交易資訊。並且各自提供進階功能。如Armory、Electrum和MultiBit等。此三者特點如下：[42]
比特幣也有運行在智慧型手機上的使用者端。
硬體錢包是專門處理比特幣的智慧型裝置，例如只安裝了比特幣使用者端與聯網功能的樹莓派。由於不接入網際網路，因此硬體錢包通常可以提供更多的安全保障措施。
線上錢包服務可以讓使用者在任何瀏覽器和行動裝置上使用比特幣，通常它還提供一些額外功能，使使用者對使用比特幣時更加方便。但選擇線上錢包服務時必須慎重，因為其安全性受到服務商的影響。
線上錢包服務有「區塊鏈上」（on-chain）與「區塊鏈外」（off-chain）的區別：鏈上錢包服務商幫助使用者保管加密後的私鑰，使用者的比特幣餘額可以在區塊鏈上查詢到，類似為每位使用者準備一個獨立的保險箱；鏈外錢包服務商幫助使用者保管比特幣本身，相當於把使用者資金放在自己的金庫中，給使用者提供存款證明。
比特幣最需要保護的核心部分是私鑰，因為使用者是以私鑰來證明所有權，並以此使用比特幣，儲存私密金鑰的介質也可以稱為錢包，當錢包遺失、損毀時，為比特幣丟失，離線錢包可以是紙錢包、腦錢包、冷錢包、輕量錢包。
比特幣在產生位址時，相對應的私密金鑰也會一起產生，彼此的關係猶如銀行存款的帳號和密碼，有些線上錢包的私密金鑰是儲存在雲端的，使用者只能透過該線上錢包的服務使用比特幣。
位址用於接收比特幣，功能類似銀行的存款帳號，但不需要實名登記。若只公開位址不必擔心裡面的比特幣被盜走，也沒有任何個人資料，也可以離線產生。比特幣的位址是由使用者的公開金鑰經過 SHA-256 雜湊運算後，再通過 RIPEMD-160 雜湊運算而得，其長度固定為 160 個位元（bits），通常會利用 Base58 將之編碼成一串由英文字母和數字所組成的字串，以方便顯示或散佈，其特徵是皆以「1」或者「3」開頭，隔離見證位址則以「bc1q」作為開頭，傳統比特幣位址區分大小寫[44]，但不包括「IlO0」等字元，「1」開頭的位址長26~34位元，「3」開頭的位址長34位元，例如"1DwunA9otZZQyhkVvkLJ8DV1tuSwMF7r3v"，位址也可編碼成快速反應矩陣碼(QR-Code)的形式讓行動裝置能夠便捷地讀取複製 。比特幣使用者端可以離線生成比特幣位址[2]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 。一個人可以生成並擁有許多比特幣位址，並用在不同的交易上，而且除非自己揭露，或與其他資料連結，否則外人無法看出其中的關聯。可用的比特幣位址數量接近2161個。形象地說，假如地球上約有263粒沙，[45]那麼比特幣位址總數遠遠超過地球上所有沙子的數量（大約是沙子數目的平方的350億倍）。
比特幣的私密金鑰（私鑰，private key），作用相當於金融卡提款或消費的密碼，用於證明比特幣的所有權。擁有者必須私密金鑰可以給交易訊息（最常見的，花費比特幣的訊息）簽名，以證明訊息的發佈者是相應位址的所有者，沒有私鑰，就不能給訊息簽名，作為不記名貨幣，網路上無法認得所有權的證據，也就不能使用比特幣，交易時以網路會以公鑰確認，掌握私密金鑰就等於掌握其對應位址中存放的比特幣。
私密金鑰必須保密、否則任何人只要擁有某一位址的私密金鑰，即可使用其中的比特幣。也不能遺失，而且不像金融卡密碼遺忘時，使用者可以根據當地的金融規範，攜帶自己的身分證件，[46]親自前往金融機構據點，辦理密碼重設後繼續使用原來的帳戶，但若比特幣的私鑰遺失，將如同忘記保險箱的密碼而無法正常打開取用保險箱內的物品，而且沒有方法可以重設（除非有事先備份），2013年，有一位英國使用者因為不小心丟棄了存有其私密金鑰的硬碟，導致裡面的7,500個比特幣，當時價值750萬美元，無法使用。[47]，除非私鑰被找到，否則這些比特幣將永遠閒置在區塊鏈裡，不再流通，而使得流通中的比特幣減少。[48]，而要破解私鑰的難度很高，這是其中一個作為不記名的比特幣的主要安全機制。根據區塊鏈業者Chainalysis的估算，在2017年底時，約有17%至23%，278萬個到379萬個的比特幣因為私鑰遺失、密碼遺忘等原因，而永遠無法使用與進入流通。
比特幣私密金鑰通常由51位元或52位元字元表示，其編碼方式與比特幣位址相似。51位元標記法由數字「5」開頭，52位標記法由「K」或「L」開頭。比特幣位址是由比特幣公開金鑰進行雜湊運算得出的，公開金鑰是可以通過私密金鑰推算出的。所以掌握私密金鑰就可以推算出私密金鑰對應的位址（不可逆），這相當於只需要輸入一組正確的密碼，就可以推算出帳戶名稱並登入，而無法從帳戶名稱反向推算出密碼般。
2013年聖誕節前，12天比特幣節目中，Adam Johnson收到Bloomberg電視台的主播Matt Miller送的價值20美元的比特幣禮物卡。他開心的打開禮物卡包裝，在攝影機前展示了約10秒鐘禮物卡，然後，10秒鐘之內，錢就不見了。這張禮物卡上面，是一個比特幣錢包的位址跟私鑰的QR CODE。[49]
在比特幣白皮書中提出了一種基於挖礦和交易手續費的商業模式，為參與比特幣網路的使用者提供了經濟激勵，同時也為比特幣網路的穩定執行提供了保障。
使用者只要能連上網路，並配有適當的中央處理器CPU、圖形處理器GPU、特殊應用積體電路ASIC等電腦裝置，稱為「礦機」，任何人都可挖礦。為了獲得系統每十分鐘獎勵的比特幣，找到讓帳冊區塊難以被惡意修改但是卻易於驗證的數學難題，此過程猶如開採礦物一樣困難，故稱為「挖礦」，使用礦機挖礦的人被稱為「礦工」。挖礦還包含打包和驗證數千筆交易成為區塊，證明轉帳者有足夠的比特幣，防止一幣多付的發生，從而賺取比特幣手續費。[50][51]
比特幣的挖掘過程涉及使用電腦的處理能力來維護區塊鏈。礦工將新的交易打包成一個區塊，並將該區塊廣播到網路中，等待網路中的其他節點驗證。每個區塊必須包含一個「工作量證明」（PoW），即通過反覆嘗試找到一個特定的亂數（也稱為「nonce」）。[52]這個亂數與區塊的內容結合後，必須生成一個雜湊值，該雜湊值小於當前網路設定的難度目標。雖然驗證這個 PoW 很簡單，但生成它需要進行大量計算和嘗試。PoW 是比特幣共識機制的基礎。
生成區塊的難度是根據整個網路上的挖礦能力，通過調整難度目標來動態確定的。比特幣網路每生成 2,016 個區塊（大約每兩周）重新校準一次難度，以保持新區塊生成的平均時間為 10 分鐘。挖礦過程需要強大的計算能力和專用硬體。[53]
比特幣挖礦對環境的影響存在爭議，並引起了監管機構的關注，各個司法管轄區因此採取了不同的限制或激勵措施。[54] 截至2022年，劍橋替代金融中心（CCAF）的一項未經同行評審的研究估計，比特幣挖礦占全球電力消耗的約0.4%。[55]發表在《焦耳》上的另一篇未經同行評審的2022年評論估計，比特幣挖礦約占全球溫室氣體排放量的0.2%。[56]大約一半的電力來自化石燃料。此外，挖礦硬體的壽命較短，導致大量電子垃圾的產生。[57]據估計，比特幣挖礦所消耗的電能和產生的電子垃圾量分別相當於希臘和荷蘭的水平。[58]
比特幣的挖掘過程涉及使用電腦的處理能力來維護區塊鏈。礦工將新的交易打包成一個區塊，並將該區塊廣播到網路中，等待網路中的其他節點驗證。每個區塊必須包含一個「工作量證明」（PoW），即通過反覆嘗試找到一個特定的亂數（也稱為「nonce」）。[59]這個亂數與區塊的內容結合後，必須生成一個雜湊值，該雜湊值小於當前網路設定的難度目標。雖然驗證這個 PoW 很簡單，但生成它需要進行大量計算和嘗試。PoW 是比特幣共識機制的基礎。
生成區塊的難度是根據整個網路上的挖礦能力，通過調整難度目標來動態確定的。比特幣網路每生成 2,016 個區塊（大約每兩周）重新校準一次難度，以保持新區塊生成的平均時間為 10 分鐘。挖礦過程需要強大的計算能力和專用硬體。
比特幣挖礦對環境的影響存在爭議，並引起了監管機構的關注，各個司法管轄區因此採取了不同的限制或激勵措施。[60]截至2022年，劍橋替代金融中心（CCAF）的一項未經同行評審的研究估計，比特幣挖礦占全球電力消耗的約0.4%。[61]發表在《焦耳》上的另一篇未經同行評審的2022年評論估計，比特幣挖礦約占全球溫室氣體排放量的0.2%。[62]大約一半的電力來自化石燃料。此外，挖礦硬體的壽命較短，導致大量電子垃圾的產生。[63]據估計，比特幣挖礦所消耗的電能和產生的電子垃圾量分別相當於希臘和荷蘭的水平。[64]
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2021年10月，英國劍橋大學另類金融研究中心公布的資料顯示，美國已經超過中國，成為世界上最大的比特幣開採國。資料顯示，中國在連接到全球比特幣網路的電腦運算力中的份額，即所謂的「雜湊率」，已經從5月份的44%下降到7月份的0%，而在2019年曾高達75%。其他地方的礦工則是已經填補中國空缺，採礦裝置製造商將注意力轉移到北美和中亞，中國較大的礦工也在轉移，儘管這個過程充滿了物流方面的困難。資料顯示，美國目前挖礦份額居全球之冠，截至8月底，約占全球雜湊率的35.4%，其次是哈薩克斯坦和俄羅斯[65]。
比特幣記錄一筆交易大約要256B容量，一個區塊容量上限約1MB，所以一個區塊儲存上限為4096筆交易（1MB/256B=4096筆）。600秒出一個區塊，因此每秒僅能處理約7筆交易（4096筆/600秒=6.82筆/秒）[66]，造成等候確認時間大增，手續費也大幅增加[67]，計畫在2017年8月1日開始，實施Segwit2x，即隔離見證加區塊大小提升至2MB（2,097,152位元組），以實行擴容，增加比特幣交易容量。[68]另有比特幣無限，主張不限制區塊容量。
名為比特幣現金（Bitcoin Cash，BCH）的分叉在2017年8月1日出現，分叉後第一個開始區塊為478559，而BCH 478559的區塊大小約1.9MB，超過原有區塊容量上限，意味著比特幣現金的正式誕生[69]，所有在分叉前的比特幣持有者將自動擁有同金額的「比特幣現金」區塊鏈，區塊容量上限立即提升至8MB。[70][71]
然而，比特幣現金的誕生也伴隨著不少爭議。比如，其最初使用的交易代碼並不是「BCH」，而是「BCC」[72]，這正好與另一個加密貨幣Bitconnect衝突，而且和Bitfinex上代表「Bitcoin Core」的鏈分叉期貨（Chain Split Token）交易代碼也是雷同的[73]，這曾經讓部分投資者感到混淆。
而且，BCH開發者修改了比特幣原有的難度調整演算法，引入了「緊急難度調整」（EDA）機制，可以讓BCH的挖礦難度在出塊較慢的情況下單向劇烈下降，以此從競爭對手BTC鏈吸引礦工。這種手段被認為可以起到"維持BCH鏈自身運轉不停擺"[74]的作用，但同時也引發了算力在BTC和BCH兩條鏈間大幅遷移「震盪」的現象，導致BCH和BTC都不時發生不同程度的交易確認時間延長問題；而且EDA加速了BCH的新幣產生速度，可能導致BCH下一次產量減半提早到來。後來BCH開發者修改了代碼，通過一次硬分叉升級將EDA廢除，以新的難度調整演算法取而代之，消除了EDA存在的難度單向劇烈下調、回饋不夠及時等問題[75]，在BCH經過本次硬分叉升級後，算力在BCH和BTC兩條鏈間震盪的不良現象也隨之改善、消失。
有人認為目前只有相容Bitcoin Core客戶端的鏈（即BTC）才是真正的比特幣，他們往往會把比特幣現金叫做「Bcash」[76]；同時也有人認為比特幣現金才是真正的比特幣[77]，而且認為「Bcash」這種稱呼實質上是一種針對比特幣現金的社會工程學攻擊手段。[78]
比特幣早期布道者Andreas M. Antonopoulos則認為基於比特幣的去中心化本質，並不存在一個「真正的比特幣」標準答案，每一個人都應該有自己的獨立認知。[79]
比特幣黃金（Bitcoin Gold，BTG）是2017年10月25日的再次分叉，比特幣持有人將生成出等量的比特幣黃金幣，主要是希望解決日漸中心化的挖礦現象，比特幣黃金將採用新的雜湊演算法Equihash，來防止 ASICs 挖礦。[80][81]同時，Bitcoin Gold開發也預挖了一部分BTG，作為對團隊維持開發工作的支援和激勵。[82]
原定在區塊494,784（2017年11月）進行的SegWit2x硬分叉, Jeff Garzik主導開發的sha256挖礦分叉已失敗，比特幣紐約團隊主導的GPU挖礦版成功分叉 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），後續又有數十個比特幣分叉，包括Bitcoin Diamond、Super Bitcoin等[83][84]。此類分叉的湧現甚至引出了一個新的概念「IFO」，即「首次分叉發行」（Initial Fork Offering），與「ICO」（Initial Coin Offering，首次代幣發行）性質類似。
比特幣對等網路將所有的交易歷史都儲存在區塊鏈中，比特幣交易就是在區塊鏈帳本上「記帳」，通常它由比特幣使用者端協助完成。付款方需要以自己的私鑰對交易進行數位簽章，證明所有權並認可該次交易。比特幣會被記錄在收款方的位址上，交易無需收款方參與，收款方可以不線上，甚至不存在，交易的資金支付來源，也就是花費，稱為「輸入」，資金去向，也就是收入，稱為「輸出」。如有輸入，輸入必須大於等於輸出，輸入大於輸出的部分即為交易手續費。
礦工產出交易沒有輸入，只有輸出，交易記錄會顯示新生成的比特幣（Newly Generated Coins），除礦工產出交易外，一個輸入必然是另一筆交易的一個輸出，也就是一筆收入必然是其他人的支付。一個輸入沒有成為另一筆交易的輸出時，它是「未花費的」，也就是「帳戶餘額」。收錄此交易的區塊被廣播後，此交易就有了「1個確認」。礦工們平均每10分鐘產生一個區塊，每一個新區塊的誕生會使此交易的確認數加1。當確認數達到6時，通常這筆交易被認為比較安全、難以逆轉。[85]。比特幣交易為不可逆，每一筆交易都無法復原，商家不必遭到詐騙式的拒付而遭受損失，唯一可以獲得退款的方法，就是請對方再做一筆反向交易，但需要對方的配合。[86]
比特幣的所有交易都會被記錄在區塊鏈上，比特幣最多的位址可以很輕易的在網路上公開查詢[87]。這些位址多半是交易所的冷錢包，但作為匿名的比特幣位址，原則上無法得知持有者，除非特別情況，通常也無法得知某人擁有的比特幣位址，每個人都可以建立及擁有許多的比特幣位址，而不同位址也可由同一人或機構持有，包括有些餘額很少的位址，且不代表持有者的真實財富狀況，而該位址的私鑰若遺失，裡面的比特幣就不能使用，因此某些位址的比特幣，特別是只進不出、或長期未花用的位址，可能是私鑰已遺失、而任何人皆無法再使用的位址。[88][89][90]
有數個比特幣位置存有未使用的大量資金[91][92][93]。其中部分位址曾存有美國聯邦調查局自線上黑市「絲路」創辦人「恐怖海盜羅伯特」（Dread Pirate Roberts）處查扣的比特幣資金，這些位址已在2013年10月被美國司法部強制下線。[94]
比特幣結合 P2P 對等網路技術和密碼學原理，來維持發行系統的安全可靠性。[95]與有中心伺服器的中央網路系統不同，在 P2P 網路中無中心伺服器，每個使用者端既是一個節點，也有伺服器的功能，任何一個節點都無法直接找到其他節點，必須依靠其戶群進行資訊交流。比特幣使用以下3種機制，來解決初次執行時，尋找其他節點的問題。
現在不需要執行上述3個機制，一旦連接到比特幣的某個節點，在傳送的資訊中，就會包含對等網路 P2P 其他節點的位址，直接通過其匿名使用者群來找到其他節點。節點遍布整個網際網路的 P2P 技術和密碼學原理相結合，確保了比特幣發行系統無法被政府、組織、或駭客監控、隔離、或破壞，從而保障了系統的可靠性和匿名性。[96]。阻斷服務式（DDoS）以及其他攻擊，其目標都是針對比特幣交易中心，這和攻擊或關閉傳統貨幣交易所的網路，理論上不影響其貨幣發行和使用一樣。2013年5月，美國政府查封世界上最大的比特幣交易所銀行帳戶後，兌換率還是維持在1比特幣兌換120美元上下。[97]
匿名與隱私是比特幣問世時主要的訴求，因為交易或建立比特幣位址、錢包時，不需要提供任何個人資料，區塊鏈也不會儲存任何個人資料，但交易資訊是向全網廣播的，因此所有交易記錄細節都是公開、透明、可追溯。不同於採用 KYC 認證的傳統金融機構，通過將交易資訊與客戶資料嚴格保密來保護客戶隱私，但若國家機關基於特定原因，向金融機構調取資料，或是金融機構被駭客攻擊，或是內部洩漏，這樣則會使隱私保護失效，使得特定交易資訊與關聯的客戶資料曝光，相對的，由於比特幣的交易紀錄可以追蹤，因此如果比特幣的特定交易資訊與關聯的客戶資料曝光，或經由 KYC 認證的交易所兌換成法定貨幣，其他相關位址也可能追蹤出真實身分，這也是目前各國司法機關追蹤鏈上犯罪最常用的手段之一。[98]，比特幣可通過為每筆交易建立不同的位址來保護隱私，bitcoin.org 網站也建議每一個位址只做一次交易[99]。例如，甲方希望傳送 1.20 BTC 給乙方，那麼任何人都可以通過比特幣網路上所有節點都能夠查閱這筆 1.20 BTC 的交易細節。但除非甲方或者乙方公布自己擁有其中的一個位址，否則作為不記名的貨幣，其他人很難知道這筆交易是發生在甲方與乙方之間的。
理論上，如果有調查者能夠將某一個位址與某一使用者間建立關聯，那麼調查者就可以追根溯源，搞清楚每一筆交易的對方，如比對其它的個人資訊，如交易的 IP 位址等，某特定交易的資訊，要求已知的一方交代交易的另一方的身分等，並順藤摸瓜經由交易鏈，並配合比特幣交易所基於反洗錢法的 KYC 身分認證，直到確定目標位址的真實所有者，因此，只要有一筆交易被證明為犯罪，如某些交易是綁架的贖金或是未經持有人同意下，從被盜的帳戶轉帳出去等，之後所有後續轉出去的位址都會被「汙染」。但實際上，想要確定某個比特幣的真實所有者依然是異常困難的，加上後續混合比特幣（Bitcoin Mixing）、匿名轉換成其他加密貨幣，特別是門羅幣等徹底隱藏交易資訊的新型態加密貨幣的產生，雖然強化了隱私保護，但也增加金流追蹤的困難，這一屬性使得比特幣吸引了很多非法物品交易者的興趣。[100][101][102]
為求徹底解決比特幣有關隱私性、被監控、被追蹤等疑慮，後續開發了強調隱私，有自動混幣或加密功能的區塊鏈與替代加密貨幣，通稱隱私幣，包括達世幣、門羅幣、Zcash、PIVX 等，但由於這類貨幣極容易被當成洗錢工具，因此在一部分交易所的交易會受到限制。[103]
網路安全公司趨勢科技提出資安警告，比特幣採礦惡意軟體猖獗，根據統計日本約3000台電腦感染了該病毒，約佔全球的四分之一、數量居首，該公司呼籲日本使用者不要瀏覽可疑郵件及網站。第二位是美國的2606台（占21%），其次為澳大利亞、印度、法國、與台灣。
2010年6月，澳大利亞廣播公司發現一名雇員用公司的伺服器進行挖礦。[128]
2011年6月，網路安全公司賽門鐵克公司發出警告，殭屍網路正在參與到比特幣「挖礦」中。[129][130]這會占用受害者的電腦運算能力、消耗額外的電力並導致主機溫度升高。
2011年8月，比特幣挖礦的殭屍網路被發現了。[131]同時也發現，木馬感染的「Mac OS X」電腦被用於比特幣挖礦。[132]
另外，一些有爭議軟體也大量利用顯示卡的平行計算能力生成殭屍網路，進行比特幣挖礦。[133]
2017年12月2日，阿根廷首都布宜諾斯艾利斯的一家星巴克咖啡館，被發現店內提供顧客使用的 Wi-Fi 遭植入 Coinhive 挖礦程式。[134]
比特幣基於不受政府控制、相對匿名、難以追蹤的特性，和其它貨幣一樣，也被用來進行非法交易，成為犯罪工具、或隱匿犯罪所得的工具。
比特幣曾經被指控為「龐氏騙局」，因為比特幣的匯率在不斷地上漲，而早期的比特幣使用者挖礦較為容易。[135][136]歐洲中央銀行曾對這一虛擬貨幣進行仔細認真的研究，在2012年發表的分析報告中表示以現有資料難以判斷比特幣是或不是龐氏騙局，一方面買入比特幣的人需要找到其他人願意買入方可取回資金，許多人認為這符合龐氏騙局的特徵，但另一方面比特幣計劃從來沒有向任何人承諾高回報，報告認為如果以金錢作考量，比特幣對於使用者而言是一個高風險系統。[137]
在美國，一個匿名化的交易絲綢之路所主導，自稱為黑市亞馬遜Amazon.com，比特幣是它的唯一交易貨幣。[143] 2011年，紐約州參議員查爾斯·舒默和其他人致信給美國藥品管理局，指責絲綢之路運用比特幣洗錢，要求對絲綢之路和比特幣展開調查。[143]和TOR一樣，比特幣都是合法技術，被用在絲綢之路的網站中，為執法部門帶來了很多難題。[144]不過，開發比特幣的核心成員Jeff Garzik表示，雖然各方的身分是匿名的，執法部門仍可以利用先進的網路分析技術，通過區塊鏈中公開的交易記錄流程來跟蹤單個比特幣使用者。[145] 2013年11月，絲綢之路已經被美國政府查封。 2014年1月，美國司法部宣佈，比特幣交易站運營者羅伯特·法伊拉（Robert Faiella）和查理·史瑞姆被正式指控參與洗黑錢，幫助絲綢之路販毒者將100萬美元兌換成為比特幣。 [146]
由於和違法行為之間常有牽連，因此比特幣受到許多嚴厲的檢視。在2013年，美國聯邦調查局強制關閉線上黑市「絲綢之路」，並查扣144,000比特幣，當時約值2,850萬美元[147]。但若與其他國家比較，美國政府對比特幣持相對友善的態度[148]。中國大陸政府的新規定限制了人民幣和比特幣之間的交易[149]。歐洲銀行業管理局則警告比特幣缺乏對消費者的保障[150]。比特幣可能遭竊且在技術上不可能獲得任何補償[151]。
比特幣也普遍被用來當成勒索軟體的金流工具，手法是駭入受害者的電腦後，將受害者的電腦的檔案加密，受害者在約72-96小時的時限內必須支付一定金額後，才能取得金鑰解密，否則逾時金鑰銷毀，受害者如要解開已被加密的檔案將非常困難，因此，不只個人[152]，學校[153]、證券商[154]、醫院[155]、寺廟[156]不等，而且還發展出以比特幣為報酬的駭客攻擊服務[157]
2017年5月，一款名為WannaCry的勒索軟體，造成數十萬台電腦遭到感染，也是以比特幣為支付工具。[158] 2017年6月，另一款名為Petya的勒索軟體，也是以比特幣為支付工具。[159]
2018年中，5個月內已有近三百種虛擬貨幣出現，當中它們亦流行以ICO募款。而最近四月發生的越南虛擬貨幣Pincoin於集資後籌募得六億六千萬美元後失蹤，亦引起市民的哄動及留意。而同年3月19日，香港證監會亦首次叫停在港集資的首次代幣發行計劃[160]。
比特幣仍然有合法或正當的用途。有多種途徑使用比特幣，通過電子貨幣交易所、比特幣提款機[161]、服務商和個人等管道，就能兌換為當地的現金或金幣或以現金或金幣購買比特幣；也可以直接使用它購買物品和服務，或使用比特幣金融卡。[162][163][164]特別繼維基解密宣布接受比特幣捐助後，認可使用比特幣的個人、組織和企業迅猛增長。[165][166][167] Coinmap（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）是一個專門收錄全球範圍內接受比特幣支付的實體商家網站，比特幣維基有一個網頁則列出了接受比特幣支付的合法網路商家。[168] 隨著比特幣金融卡的啟用，即使商家不接受比特幣，仍然可以依照比特幣與法幣的即時匯率，而以比特幣付款，猶如刷新臺幣帳戶的金融卡支付外幣（美元、歐元等）消費，仍然可以依照該外幣與新臺幣的即時匯率，而從新臺幣的存款帳戶扣款來完成付款，這樣商家只要支援Visa 或 Mastercard等信用卡，或是Apple Pay等行動支付功能者皆能使用，[169][170][171]，使用範圍就能從直接接受比特幣的1萬商家，大幅擴大到包括網路購物、賣場購物、餐廳和咖啡廳用餐、搭乘交通工具、加油站加油等數千萬個商家（Visa 2,900萬、MasterCard 3,200萬個），如果許可，並可使用世界各地逾3千多萬台一般法幣ATM，以比特幣提領當地現金使用[172]。
比特幣做為一種非由國家力量發行及擔保的交易工具，已經被全球不少個人、組織、企業等認可、使用和參與。某些政府承認它是貨幣，但也有一些政府是當成虛擬商品，而不承認貨幣的屬性。某些政府，則視無法監管的比特幣為非法交易貨品，並企圖以法律取締它。
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2021年12月9日，在美國眾議院舉行的加密貨幣聽證會上，共和黨眾議員 派翠克·麥克亨利 表示，加密領域的技術「已經受到監管」，但現有的監管框架可能「笨拙」且「不是最新的」，並具有過度監管的傾向。派翠克·麥克亨利稱：「加密貨幣對未來的影響可能比網際網路更大...... 我們需要合理的規則...... 不需要立法者僅僅出於對未知的恐懼而下意識的監管...... 因未知的恐懼而監管只會扼殺美國的創新能力，使我們在競爭中處於劣勢...... 我們如何確保 Web3 革命發生在美國?」另派翠克·麥克亨利在加密聽證會上還表示：「我們需要摒棄加密貨幣只被犯罪分子使用的想法。你知道還有什麼是被用於不良目的嗎？現金。」[230]
美國時間2024年1月10日，美國證券交易委員會（SEC）正式批准美國首個受監管的「比特幣現貨ETF」，之後不需要透過交易所，一般民眾透過買ETF，也可以投資比特幣、參與到加密金融的成長，是比特幣問世15年以來，最大的里程碑之一。此次，SEC一共批准了11家機構的申請，包括 ARK 21Shares、Invesco Galaxy、VanEck、WisdomTree、Fidelity、Valkyrie、BlackRock、Grayscale、Bitwise、Hashdex 和 Franklin Templeton 等11個機構，從1月11日開始，大部分ETF都可以在各自的交易所交易。比特幣現貨ETF通過的訊息，令幣圈相當振奮，當天比特幣價格突破了47,500美元，更在3月11日，一舉突破70,000美元，其他加密貨幣也跟著一起上漲，比特幣ETF在全球最大金融市場獲得批准，象徵著美國政府對加密貨幣的態度發生了重大轉變。在此之前， SEC 曾多次駁回比特幣 ETF 的申請，理由是加密貨幣存在欺詐、洗錢等風險。但這次批准，表明 SEC 對加密貨幣的態度有所軟化，至少承認了加密貨幣作為一種投資工具的合法性。[231][232][233]
2020年12月，考慮將比特幣歸類為「無形資產」，並向其交易收稅。[234]
2021年9月7日，正式把比特幣列入為法定貨幣，成為世界首個把比特幣列作法定貨幣的國家[235][236]，與此同時，也觸發了該國多處反對比特幣法律示威[237][238]。
2022年7月31日，俄總統普京簽署《數字金融資產和加密貨幣調解法》。該法律出台前，俄對加密貨幣進行監管無法可依。根據《數字金融資產和加密貨幣調解法》，數字金融資產指的是在資訊系統中發行、清算和流通的數位資產權利。數位資產可以作為抵押、買賣和交換的對象，但不可以用作支付手段[239]。
2022年9月22日，俄羅斯央行和財政部達成協定，允許使用加密貨幣進行跨境結算[240]。
2013年12月5日，中國人民銀行、工業和信息化部、銀監會、證監會等部門就聯合發布《關於防範比特幣風險的通知》，當時下令金融機構與支付機構不能提供比特幣的代管、兌換、支付等服務，強調虛擬貨幣不具有與貨幣等同的法律地位。使用者使用比特幣交易平台必須實名制，並受電信管理機構監督 [241]。
2017年9月4日中國人民銀行、中央網信辦、工業和信息化部、工商總局、銀監會、證監會和保監會等七部門所發布的「關於防範代幣發行融資風險的公告」開始，管制有關透過虛擬貨幣發行融資活動的行為，定性為未經批准非法公開融資的行為，並且禁止一切與虛擬貨幣有關的交易行為；2018年又發布過一系列禁止虛擬貨幣交易規定，如8月7日國家互聯網信息辦公室發布實施的「即時通訊工具公眾資訊服務發展管理暫行規定」，微信上有關區塊鏈的公眾號，內容均被責令封鎖 [242]。
2021年5月18日，中國人民銀行會同中國網際網路金融協會、中國銀行業協會、中國支付清算協會等三大機構，聯合發表聲明指出：「虛擬貨幣價格暴漲暴跌，虛擬貨幣交易炒作活動有所反彈，嚴重侵害人民群眾財產安全，擾亂經濟金融正常秩序。」內文還明確提到，相關交易活動已經違反中國法規，任何交易合約不受法律保障，後果及損失一律由投資人自行負責 [243]。
2021年9月24日，中國人民銀行等十部委發布的《關於進一步防範和處置虛擬貨幣交易炒作風險的通知》規定指出，虛擬貨幣不具有與法定貨幣等同的法律地位，虛擬貨幣相關業務活動屬於非法金融活動，對於相關境外虛擬貨幣交易所的境內工作人員，以及明知或應知其從事虛擬貨幣相關業務，仍為其提供行銷宣傳、支付結算、技術支援等服務的法人、非法人組織和自然人，將被依法追究有關責任[244]。
除了比特幣，目前還有許多相似的同類型貨幣，統稱為加密貨幣，比特幣以外的加密貨幣，又稱為山寨幣、競爭幣（英語：altcoin），目前有數千種以上的加密貨幣在流通，並且持續增加中，新的加密貨幣可能在任何時間被任何人建立出來，可經由獨立建立、硬分叉、透過ICO發行的代幣等方式建立。某些其它加密貨幣有更多的功能、更完善的隱私保護、更快的區塊生成時間、支援智慧型合約等，如以太幣等。
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