考虑一个如图所示的情况;

如图所示，鲍勃正在向丽莎出价一张10美元的钞票，以换取一本书。一旦Lisa收到这张面值10美元的钞票，Bob就无法再将这笔钱用于其他交易，因为现在Lisa拥有这种实物货币。

现在，考虑这样一种情况：钱是以数字形式支付的。这在图片中有说明;

由于货币兑换的格式是数字格式，它本质上是存储在Bob设备某处的二进制物理文件。鲍勃把这个文件（数字货币）给丽莎后，他还可以把文件的副本给爱丽丝。两人现在都认为他们在没有任何数字硬币认证手段的情况下收到了这笔钱，因此会将各自的商品交给鲍勃。这称为“双倍支出”，即发送者在多个地方花费相同的钱从多个供应商那里获得服务或商品。

为了解决这一双重支出的问题，我们将使用一个集中的机构来监控所有的交易。这在图片中有说明;

一般来说，中央管理机构是您的银行，它维护一个记录所有交易的分类帐簿。现在，鲍勃必须把他的数字钱寄给银行，银行会在其分类帐上记入鲍勃的账户。在确保Bob有足够的余额支付他想要发送的数字货币后，会将钱发送给Lisa，并将她的帐户记入其分类账。

现在，可以保证鲍勃不会把钱加倍花掉。如果每一个数字交易都通过这样一个中央集权机构进行路由，那么双重支出的问题就会得到解决。这也为验证在交易中收到的每一枚硬币（数字货币）的真实性提供了另一个好处。所以假币（像鲍勃用复印件付给爱丽丝一样，是重复的钱）很容易被发现，并防止流通。

中央集权的引入虽然解决了双重支出问题，但也带来了另一个重大问题——中央集权本身的创建和维护成本。

由于银行业务需要资金，他们开始削减为客户进行的每笔货币交易的佣金。这有时会变得非常昂贵，特别是在海外汇款时，可能会有多个代理人（银行）参与整个交易。

所有上述问题都是通过引入数字货币比特币来解决的。在深入研究比特币的设计和体系结构之前，我先简单介绍一下比特币的背景知识。