说说比特币用到的一些精妙的设计：
1、UTXO模型。正常人去设计一个货币系统，通常会用帐号系统，也就是一个帐号对应一个余额。为了方便介绍，下面给交易的数据结构。
class COutPoint
{
public:
uint256 hash; //上一个交易的hash
uint32_t n; //hash对应的这个交易的vout的index
}
class CTxIn
{
public:
COutPoint prevout; //这个输入使用的那个交易的输出
CScript scriptSig; //签名
uint32_t nSequence;
CScriptWitness scriptWitness; // 隔离见证的签名
}
class CTxOut
{
public:
CAmount nValue;
CScript scriptPubKey; //输出锁定脚本
}
class CTransaction
{
public:
const std::vector<CTxIn> vin; // vin.size() >= 1
const std::vector<CTxOut> vout; // vout.size() >= 1
const int32_t nVersion;
const uint32_t nLockTime;
}
CTxOut代表一笔转账，有金额和锁定脚本。锁定脚本有好几种，这里可以简单的认为是支付到某个比特币地址，谁能提供这个地址对应的签名就能创建一个交易，并用它作为输入把转到任意的输出。一个UTXO有点类似现实中的一个硬币，只不过UTXO有任意的面值（正确是大于粉尘值且小于比特币上限）。好处是易于跟踪，当然也是它的缺点，不具匿名性。另外一个优点是锁定脚本多样性。
2、区块头。区块和区块体分开，方便同步传输。
class CBlockHeader
{
public:
// header
int32_t nVersion;
uint256 hashPrevBlock;
uint256 hashMerkleRoot;
uint32_t nTime;
uint32_t nBits;
uint32_t nNonce;
}
class CBlock : public CBlockHeader
{
public:
std::vector<CTransactionRef> vtx;
}区块的主要数据在交易，区块头的数据只占80字节。区块头的hash包含算力验证，仅依据区块头就能判断是否数据合法、根据算力选择最长链，进而决定是否要下对应区块数据（具体的交易）。区块头数据小，即便传输几千个区块头，也能在很短时间内完成。
3、BlockChain。区块通过字段hashPrevBlock链接起来，形成链状，hashPrevBlock指向前一个区块。链越长，累加的算力越大，要想篡改也就越难。
4、MerkleTree。区块头并没有包含具体交易的数据，它是如何保证交易数据不被修改？是的，就是hashMerkleRoot这个字段。它是交易数组vtx中所有交易的hash，相邻两两再hash，得到新的数组，对这个新数组重复前面操作，直到只剩一个值。有兴趣的可以看 https://www.cnblogs.com/fengzhiwu/p/5524324.html。
5、CoinBase交易。既然一笔交易需要包含输入输出，那第一笔交易的输入哪里来？比特币规定，矿工可以在区块中构造一个没有输入的交易，输出的值等于区块奖励+区块其他交易的手续费（输入减输出的差值为手续费），并且放在vtx数组的第一个位置。CoinBase交易的输出需要满足100个高度才能使用。
6、pow。挖矿共识Proof of work。矿工那么多，谁作为话事人呢？毕竟挖到区块有笔不菲的收入。pow共识就是为了确定矿工而产生的。谁能最快提供一个区块，它的hash值小于目标值，这个区块就是他的。hash值目前只能依靠硬碰，不断的修改nNonce的值去偿试。目标值会不断调整，当算力增时，出块时间变快了，目标值为了控制出块时间间隔在10分钟左右，目标值变小。用区块的方式还可以解决双花的问题。
7、区块链公理：一切依赖经济惩罚的共识都是垃圾。比特币的优点是利用数学保证区块链数据正确。有些区块链往往为了区块安全加入经济惩罚机制，这洽洽导致区块不安全。
