說說比特幣用到的一些精妙的設計：
1、UTXO模型。正常人去設計一個貨幣系統，通常會用帳號系統，也就是一個帳號對應一個餘額。爲了方便介紹，下面給交易的數據結構。
class COutPoint
{
public:
uint256 hash; //上一個交易的hash
uint32_t n; //hash對應的這個交易的vout的index
}
class CTxIn
{
public:
COutPoint prevout; //這個輸入使用的那個交易的輸出
CScript scriptSig; //簽名
uint32_t nSequence;
CScriptWitness scriptWitness; // 隔離見證的簽名
}
class CTxOut
{
public:
CAmount nValue;
CScript scriptPubKey; //輸出鎖定腳本
}
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代表一筆轉賬，有金額和鎖定腳本。鎖定腳本有好幾種，這裏可以簡單的認爲是支付到某個比特幣地址，誰能提供這個地址對應的簽名就能創建一個交易，並用它作爲輸入把轉到任意的輸出。一個UTXO有點類似現實中的一個硬幣，只不過UTXO有任意的面值（正確是大於粉塵值且小於比特幣上限）。好處是易於跟蹤，當然也是它的缺點，不具匿名性。另外一個優點是鎖定腳本多樣性。
2、區塊頭。區塊和區塊體分開，方便同步傳輸。
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;
}
區塊的主要數據在交易，區塊頭的數據只佔80字節。區塊頭的hash包含算力驗證，僅依據區塊頭就能判斷是否數據合法、根據算力選擇最長鏈，進而決定是否要下對應區塊數據（具體的交易）。區塊頭數據小，即便傳輸幾千個區塊頭，也能在很短時間內完成。
3、BlockChain。區塊通過字段hashPrevBlock鏈接起來，形成鏈狀，hashPrevBlock指向前一個區塊。鏈越長，累加的算力越大，要想篡改也就越難。
4、MerkleTree。區塊頭並沒有包含具體交易的數據，它是如何保證交易數據不被修改？是的，就是hashMerkleRoot這個字段。它是交易數組vtx中所有交易的hash，相鄰兩兩再hash，得到新的數組，對這個新數組重複前面操作，直到只剩一個值。有興趣的可以看 https://www.cnblogs.com/fengzhiwu/p/5524324.html。
5、CoinBase交易。既然一筆交易需要包含輸入輸出，那第一筆交易的輸入哪裏來？比特幣規定，礦工可以在區塊中構造一個沒有輸入的交易，輸出的值等於區塊獎勵+區塊其他交易的手續費（輸入減輸出的差值爲手續費），並且放在vtx數組的第一個位置。CoinBase交易的輸出需要滿足100個高度才能使用。
6、pow。挖礦共識Proof of work。礦工那麼多，誰作爲話事人呢？畢竟挖到區塊有筆不菲的收入。pow共識就是爲了確定礦工而產生的。誰能最快提供一個區塊，它的hash值小於目標值，這個區塊就是他的。hash值目前只能依靠硬碰，不斷的修改nNonce的值去償試。目標值會不斷調整，當算力增時，出塊時間變快了，目標值爲了控制出塊時間間隔在10分鐘左右，目標值變小。用區塊的方式還可以解決雙花的問題。
7、區塊鏈公理：一切依賴經濟懲罰的共識都是垃圾。比特幣的優點是利用數學保證區塊鏈數據正確。有些區塊鏈往往爲了區塊安全加入經濟懲罰機制，這洽洽導致區塊不安全。