比特币

基本概念

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、嚮往禮物經濟中社群共識貨幣自主的結果；比特幣的匯率是全球投資者增加或者減少的反應；而比特幣的底層技術區塊鏈可應用在各行各業。
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」才是指貨幣本身。比特幣也是區塊鏈支付系統和虛擬計價工具，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。 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用戶，其中大多數使用比特幣。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。 
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。 
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」。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，區段回報每產出21萬個區段減半一次，大約4年，最近一次減半在2016年7月9日，而此種收斂等比數列的和必然是有限的，到2140年時，將不再有新的比特幣產生，最終流通中的比特幣將總是略低於2100萬個。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更加減少。

區塊鏈

區塊鏈（Blockchain）是比特幣的一個重要概念，該概念在中本聰的白皮書中提出，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段，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用戶端節點，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。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。這樣用戶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。中本聰創造了比特幣系統的第一個區段，即「創世區段」，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。
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"）。工作量證明機制的難度由系統自動調節，所以新區段的生成平均需時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段的有效性，並忽略任何違背規則的交易和區段，比如那些產生錯誤數量的區段，或多次發送同一份額比特幣的交易行為。
參與處理區段的用戶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，參與處理區段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）和Scrypt演算法等。
「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

用戶端

比特幣用戶端有很多，下文舉幾例列出。

Core用戶端

比特幣最初用戶端為Bitcoin QT，由中本聰開發。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密金鑰）是進行了加密還是刪除，都不能否定它。

硬體錢包

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用戶端與聯網功能的樹莓派。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

線上錢包服務可以讓用戶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，使用戶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用戶保管加密後的私密金鑰，用戶的比特幣餘額可以在區塊鏈上查詢到，類似為每位用戶準備一個獨立的保險箱；鏈外錢包服務商幫助用戶保管比特幣本身，相當於把用戶資金放在自己的金庫中，給用戶提供存款證明。

位址與私密金鑰

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

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，以方便顯示或散布，其特徵是皆以「1」或者「3」開頭，區分大小寫，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 。比特幣用戶端可以離線生成比特幣位址 。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，如果每一粒沙中有一個地球，那麼比特幣位址總數遠遠超過所有這些「地球」上的所有的沙子的數量。

私密金鑰

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，以證明訊息的發布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，用戶可以根據當地的金融規範，攜帶自己的身分證件，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。，除非私鑰被找到，否則這些比特幣將永「躺」在區塊鏈裡，不再流通，而使得流通中的比特幣變少。，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。

挖礦

只要能連上網路，和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，找到讓帳冊區段難以被惡意修改但是卻易於驗証的數學難題，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証數千筆交易成為區段，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。

交易

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」，通常它由比特幣用戶端協助完成。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」。收錄此交易的區段被廣播後，此交易就有了「1個確認」。礦工們平均每10分鐘產生一個區段，每一個新區段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。。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。

比特幣分布

比特幣的所有交易都會被記錄在區塊鏈上，最富有的位址可以很輕易的在網路上公開查詢，然而，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，不同位址可能由同一人持有，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，而且有些位址是由交易所等機構持有，不屬於特定個人。
最富有的位址有大約10萬多個，大多是作為交易所的冷錢包
有數個比特幣位置存有未使用的大量資金。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。

匿名與隱私保護

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訊，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的、而可以追蹤。不同於採用實名制的傳統金融機構，通過將交易資訊與客戶個資嚴格保密來保護客戶隱私，但若國家機關基於特定原因，而向金融機構調取資料，或是被駭客攻擊，這樣仍然會使隱私消失，而使得特定交易資訊與客戶個資曝光，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。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用戶間建立關聯，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)、或洗錢服務的產生，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。
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段鏈與替代加密貨幣，通稱隱私幣，包括達世幣、門羅幣、Zcash、PIVX等。

比特幣挖礦殭屍

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，該公司呼籲日本用戶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。也稱台灣為全球第6大受害者，建議台灣使用者以個別管理錢包、離線管理降低被竊風險。
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。
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。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。
在2011年8月，比特幣挖礦的殭屍網路被發現了。同時也發現，木馬感染的「Mac OS X」電腦被用於比特幣挖礦。
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。
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。

成為犯罪工具

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。

龐氏騙局指責

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，而早期的比特幣用戶挖礦較為容易。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。

絲路購物網站

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。 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。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。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。 2013年11月，絲綢之路已經被美國政府查封。
2014年1月，美國司法部宣布，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。 
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「絲路」，並查扣144,000比特幣，當時約值2,850萬美元。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。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。歐洲銀行業管理局則警告比特幣缺乏對消費者的保障。比特幣可能遭竊且在技術上不可能獲得任何補償。

勒索

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，學校、證券商、醫院、寺廟不等，而且還發展出以比特幣為報酬的駭客攻擊服務
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。
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。

集資騙局

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。

流通性與接受度

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、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。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。   Coinmap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。
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，，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。

合法性與各國政府的態度

比特幣做為一種非由國家力量發行及擔保的交易工具，已經被全球個人、組織、企業等廣泛認可、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。

其它加密貨幣

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。其它加密貨幣有更多的功能、更完善的隱私保護、更快的區段生成時間、支援智慧型合約等。