我们信任加密账簿
去中心化加密账簿是尼克·萨博的“湿·干”系统的另一个演化。纸质账簿和电子账簿,通常由银行或结算系统这样的第三方持有,这些实体创建了一个“值得信任”的环境,同样也引来争议,它们可能被人类因素操纵或滥用(比如修改内容、销毁记录、双重支付),而且管理成本高昂。当你信任第三方,你得向第三方暴露自己的隐私。
2008年11月,中本聪——某个人或某个团队的化名--发布了一份白皮书,第一次详细阐述了,基于软件的、使用分布式加密总账的方法,解决了第三方滥用权力与脆弱性的问题,基于这份白皮书,比特币项目诞生了。
与现有方法相反,中本聪认为,在比特币协议中,分布式加密账簿可充当唯一中间人的角色,协议作为算法是无偏差的,且有审核、认证、验证、批准与传输整数值的能力,可通过分布在世界各地的、成千上万台计算机(采矿设备)来处理账簿,这些计算机运行一个开源程序以提供上述功能,挖矿所得即他们的回报(相当于向用户征收的铸币税)。通过计算得到的整数值,即该网络专用的虚拟令牌,即比特币(有时也称作密码学货币)。比特币总账还有其它潜在用途没有得到充分利用,比如管理智能合同或其它工具,资产或可被计算编码的令牌(Token)。事实上,即将发布的0.9版本,将在每笔交易(称作TX)提供额外80字节的哈希,刚好大到可以容纳一个分布式合约--该功能由于能够代表任何资产类别或财富,而不仅仅是一个数值,所以它存一年,相较于比特币能产生更多利息。
比特币加密账簿,实际是它自己的第三方存储库,因为它推翻了基于纸张的、现实世界中第三方中介机构的作用,以全网共识为基础,创造了一个非信环境。同时它也是一个分布式时间戳数据库,或者说数字公证,由于时间戳服务器4颁布的历史时间戳,总是被滥用和篡改,用户现在可以在加密账簿中保管时间戳,而不必担心,存储在成千上万台分布式计算机上的数据受损。更重要是,它提供了其他许多职业(如会计、审计)或机构(如数据仓库)的功能,不需要这些第三方中介就能实现双方间的交易。如爱丽丝的会计公司,可以通过区块链,来审计与协调鲍伯的精品书店一个季度的账目,一笔比特币交易,或全球比特币账簿,被称作区块链,每十分钟完成一次身份验证、交易确认、复制与审核(莱特币甚至更快,每两分半钟验证一次)。
[4] 时间戳服务器:TSA,一款基于PKI(公钥密码基础设施)技术的时间戳权威系统,对外提供精确可信的时间戳服务。
随着近几十年来,相关数学与密码学理论的发展与成熟,比特币加密账簿(区块链)的技术内涵,已经超越了账簿本身,简而言之:比特币实际并不真实存在,它们仅仅是保管在加密账簿上的比特币交易记录,加密账簿称作区块链。一笔比特币交易(TX)由三部分组成:
一个输入:发送比特币的地址;
发送比特币数量;
一个输出:预期接收比特币的地址。
这些交易随后被打包进一个区块,每个区块被嵌入一个永远不断增长的链,久而久之就形成一个区块链。为了发送比特币到不同的地址,用户需要访问一个私钥,每个私钥对应一个公钥,这种特殊的加密方法被称作公钥加密,椭圆曲线数字签名算法(ECDSA),已被应用于包括金融行业的大量机构中超过十年。在实际操作中,为了将令牌从一个地址转移到另一个,用户需要输入与公钥对应的私钥。
为了验证这些交易以及账簿的变动,必须建立提供支付功能的基础网络,这个网络由分散的矿工组成。如上所述,矿机通过构建一个区块链树(称作父级)来处理比特币交易(账簿变动),铸币税(即币基产生的新币)就是他们的挖矿回报。区块链树建立在已知的验证过的树上,同时因为矿工不停添加区块而不断延长。在这个建设过程中,矿机执行的是工作量证明过程,更确切地说,是在计算一系列难度递增的墨克尔树5的加密哈希,以防止网络被随意添加区块。这就是说,正如电子商务网站使用验证码以防止自动垃圾邮件,为了参与比特币网络,矿机必须不断证明它不仅在运算,而且是工作(哈希计算)在验证基于共识的区块链上。在笔者写这篇文章的同时,比特币全网计算力大约为200万亿次每秒浮点运算数,是全球前500名超级计算机的计算力总和的800倍。
[5] merkel tree:一种树状数据结构,它所构造的所有节点都是Hash值。
为了防止恶意矿工制造双重支付,这些矿工通过互联网持续保持联系,哪台机器拥有最长的树取决一个预先定义的“共识”。也就是说,所有矿机已经或将获得(通过点对点通信)最长链的副本,非最长链则被丢弃(这样的区块被称作“孤块”)并视作无效。要修改过去的区块,攻击者(流氓矿工)将不得不重做该块及它后面所有块的验证工作,直到它完成的验证工作,超过所有诚实节点的工作量(即所谓51%攻击)。每10分钟(平均)这些机器处理一个区块,账簿完成一次整数变动,处理区块的矿工获得的奖励即令牌(即:Token、比特币)。在每个块的第一笔交易,被称作“币基”交易,这些奖励的令牌将分发给矿工。
比特币软件的首次发布是在2009年,矿工每十分钟总共可获得50令牌(1令牌=1比特币)的奖励,这些令牌可以进一步细分为10^8个单元。每210000个块(大约四年),该数量减半。因此,目前矿工每十分钟仅能获得25个令牌的奖励,2017年,这个数值将降为12.5个。令牌的设计是为了鼓励个体与企业参与整个比特币生态系统中来。经过几年来业余爱好者们的实验,在比特币的市场价格的助推下,比特币渐渐发展为与法定货币相对立的一个资产类别。
虽然人们通常会说他(她)拥有10个比特币,但实际上比特币没有实体,甚至连实体的数据对象都不存在。我们谈论的只是比特币的功能,它具有在给定模式下,解锁私钥的独有功能,从而实现分布式架构的账簿上数目的变动。由于所有矿机都在明确界定的“干”规则下运行,基于共识,他们尊重账簿的登记变动。换句话说,比特币转账仅仅是:从一个地址转移一个整数值到另一个地址;所有这些变动都记录在公开账簿上。因此,用户实际上可以通过数字钱包之类的众多媒介(从笔记本电脑、平板电脑、智能手机访问),通过在线浏览器,甚至通过无线网络、冷储存技术(比如纸钱包、USB驱动)访问、传输、存储他们的令牌,不过,实际的账簿仍然是分布式保存的。
另一种看待比特币系统的方式是通过思想实验:
试着停止使用“财产”一词来指代拥有的东西(或产权),而是谈论一些事物(或资源)的拥有者。拥有者以资源的形式拥有某项产权,然后问:什么是一个比特币的所有权或产权?究竟什么是比特币?于是你就有了一个清晰的定义。当然,不存在什么比特币的产权,由于比特币可以进一步细分(最小单位称为“聪”)。经济学上并未给出“财产”这一类别的定义,因为这实际上是人类行为和稀缺资源的研究。财产是法律认可的权利,行为人之间一种关系,超越了可竞争的稀缺资源的控制权。使用公钥加密,个体可以通过区块链上的特定地址,来控制一种特定的整数值。这种“干”代码,有效的消除了中间商和无用的交易成本,同时保存账簿的完整性。从形而下的角度说,如果说协议是密码学货币的“法律”,拥有就是“所有权”,对私钥的拥有相当于一笔交易(TX)输出的设置,交易的输出指定了所有权。所有加密资产本质上都是不记名资产,拥有它就是拥有私钥。从不记名资产向登记、无纸化转变,再重回不记名资产,这一循环正如文明的演变,财产制度由占有到由今天占主导地位的发达国家登记的转变。
用法币交易比特币有几种方法。大流量的有Bitstamp、Kraken、BTC-e等公司,它们都是网络交易平台。用户在这些平台上存钱,平台则与其司法管辖区的银行进行合作,帮助用户将钱兑换成比特币。一旦用户在平台卖出比特币,银行则给平台注入法币。自2009年的创世区块以来,大约有1240万个比特币被开采,其中有很多被永久丢失了(当一个用户丢失或遗忘他/她的私钥)。在本文撰写之时,开采出的全部比特币市值约为70亿美元,万事达卡的市值则为1252.4亿美元。