《The Little Bitcoin Book》(比特币入门) 第二章 什么是比特币

第二章 什么是比特币?

2008 年 9 月 15 日,著名投资银行雷曼兄弟(Lehman Brothers)申请了美国历史上最大的破产案。成立于 1850 年的雷曼兄弟的倒下,是全球借贷狂潮的高潮。该公司的风险远高于该公司抵押担保证券(包括许多高风险次级抵押贷款)的总价值。当房主停止支付抵押贷款时,该公司变得无力偿还债务,无法恢复。

突然间,各家银行在雷曼兄弟和彼此之间建立起来的信任蒸发了。在这种信贷危机中,企业发现很难借出贷款来为他们的活动提供资金。由于没有资金购买库存、投资新设备或支付工资,许多行业的公司看起来都无法继续经营。恶性循环似乎迫在眉睫。

美国财政部和美联储迅速采取措施,通过借钱给银行来维持金融体系的运转,从而避免经济危机。2008 年 10 月 3 日,国会通过 2008 年紧急经济稳定法案来救助了几家陷入困境的银行。政府花费了数千亿美元来支撑崩溃的金融部门。

走进比特币

2008年10月31日,在美国政府授权7000亿美元救助银行的几周后,化名中本聪(Satoshi Nakamoto)的一位(或一群)匿名人士发布了一份技术白皮书,概述了一种名为比特币(Bitcoin)的新电子支付系统。中本聪把这份白皮书提交给了一个名为赛博朋克(cypherpunks)的密码学研究者电子邮件列表——他们是一群隐私活动家,创造了挑战监控和滥用国家权力的工具。

白皮书有两个重要的吸引点。首先,作者选择使用假名。中本聪的身份至今仍然是人们关注的一个谜。其次,该论文引入了以前从未存在过的东西:不依赖于一个中央权威的数字货币。之前很少有人认为这种突破甚至是可能的。

几个月后,中本聪推出了比特币网络,并留下了一行文字说明用意,这行文字被嵌在比特币账本的第一个条目里:

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks

(泰晤士报 2009年1月3日 总理即将面临银行第二轮救助计划)

这是2009年1月3日出现在英国著名报纸《泰晤士报》上的一个标题。中本聪向全世界传达的信息是,以牺牲人民为代价救助银行的现有体系破产了。比特币的去中心化金融技术是一条出路。

要理解比特币背后的科学创新,首先要理解稀缺性。

两种稀缺性

在物理领域,有两种形式的稀缺性。第一种是人造的(以及在此意义上,人为的):比如限量版香奈儿手提包、迈克·乔丹篮球卡、罕见年份的葡萄酒或特定艺术家的编号艺术品这样的收藏品。这也称为中心化稀缺。请注意,这些物品往往存在假冒问题。

第二种稀缺是自然的。这个类别包括盐(salt,“工资/salary”一词的来源)、来自加纳的玻璃珠、来自美洲原住民文化的贝壳、来自中国的白银,当然还有世界各地的黄金。这些是去中心化稀缺的例子,往往更难以伪造。

盐和黄金等去中心化、稀缺的商品被用作货币并非巧合。首先,使用没有个人或团体控制的商品是公平的。其次,这些商品更难以伪造。最后,稀缺性有助于保持经济交易容易进行,因为没有必要携带不合理数量的货币来买东西。

两种不同形式的稀缺性的区别在于能否被控制。中心化稀缺是由一个公司或个人创造的——无论它是中国人民银行、美联储、一位艺术家还是一个大型跨国公司。该实体或中央权威通过创建、发行、回购和没收来完全控制商品的稀缺性。

去中心化稀缺商品是由自然创造的,这意味着没有中央权威来制造商品。没有制作,相反,这个过程更类似于收集或收获。为了开采一种天然稀缺的商品,如黄金或石油,矿工要从地下开采已经存在的东西。

在黄金的情况下,其积累在历史上不需要矿主之外的任何人的许可。换句话说,没有一个中心是所有黄金都诞生于此,也没有全球权威有权限制挖矿或增加供应。

这是中心化和去中心化稀缺商品,特别是那些被用作货币的商品,之间的关键区别。

为什么去中心化对货币来说是件好事

正如前面提到的,中心化货币一个不可避免的特征是创造者可以任意地膨胀供给量,随心所欲地印更多钱。虽然相比民主政权,这种做法在专制政权中更为常见并且更大程度上发生,但这种情况在所有社会中都会发生。

在影片《巴格西》(Bugsy)中,主角一次又一次地向投资者出售 Pink Flamingo 赌场的股份。对每个人,他都以10000美元的价格出售赌场的20%。他把股份卖给了十几位投资者,歪曲了他们购买赌场的数量。每个投资者都假设自己现在拥有赌场的20%,但实际上他们拥有的要少得多。然而,巴格西却受益匪浅,因为他拿到了更多的钱。

每个中心化商品都面临同样的激励问题。中央权威可以创造更多的这种商品,稀释所有其他所有者的价值。印出更多货币的央行通常会为这种行为制定积极有益的社会目标,如建设社会基础设施,支持社会福利计划或稳定经济危机。但是,回想一下第1章的坎蒂隆效应:即使合理使用这种权力,也会牺牲穷人和无权者,为富人和当权者带来好处。印钱的能力造成了一种道德风险。

当然,稀释也可能发生在去中心化的货币上。新技术可以使收集一种罕见的天然商品更便宜,因此市场可能充斥着新的供应。一旦一种商品失去其稀缺性,它就会变弱和健全。这就是为什么盐、贝壳和玻璃珠不再被用于货币。它们在过去很难去大规模采集,但由于技术创新,采集它们现在变得简单和便宜。

黄金是为数不多的例外之一,即使经过数千年的开采,黄金仍然保持着非常好的价值。虽然黄金具有一些工业和装饰用途,但其历史挖矿难度意味着一种相对稳健的货币,其稳定的购买力使其成为非常好的价值储存。即便在今天,黄金首饰在一些国家仍被当成对冲经济危机的一种方式。黄金的主要缺点是其物理性和重量,因为存储、安全和转移都可能具有挑战性。

许多比特币支持者认为,比特币最终可能会取代黄金作为长期储蓄的首选价值储存。正如本章所示,它是去中心化的,比黄金更稀缺,并且也更易于运输和安全存储。

去中心化的数字稀缺性

随着互联网的出现,信息终于可以被数字化并大规模分发。复制一份数字文件比在物理世界中复制某物品更容易,也更便宜。

货币的数字化是电子商务的必要创新,消除了物理转移的需要。一切都可以以电子邮件或网页加载的速度发送,从而减少摩擦并使贸易真正全球化。数字版本的法定货币由银行创建,然后由信用卡网络(Visa、万事达卡),零售公司(阿里巴巴、亚马逊、苹果),甚至互联网本地支付处理商(微信、PayPal、Square)处理。

由于他们货币使用的唯一仲裁者,所有这些公司都可以审查交易。他们可以没收资金并关闭账户,而且经常在没有客户同意的情况下这样做。更重要的是,由于它们是中心化结构,这些公司往往是政府压力或甚至黑客攻击的目标,这可能导致客户资金或数据的损失。在比特币之前,这是数字货币不可避免的取舍:它必须是人为稀缺的,或者说由中央权威控制的。似乎没有办法在数字领域创造稀缺性。

中本聪在2008年10月31日发布了一项突破,提出了比特币这种新的数字货币,其稀缺性源于数字领域中存在稀缺物品的事实:稀有数字。

一些最稀有的数字是素数。素数(如2、3或5)只能被1和它自己整除。

随着数字越来越大,素数越来越少。例如,在1和100之间,有25个素数。你可能会期望在1到1000之间有250个素数,但只有168个。在1000亿之后,素数变得非常稀缺,以至于对于最大素数的全球数学搜索仍在继续进行之中。

在比特币网络中,新比特币是通过全球竞争来生产的,比特币挖矿的参与者需要找到稀有数字,就像素数一样。这使得数字领域的去中心化稀缺成为可能。这就是中本聪的发明如此深刻的原因。在比特币之前的每一项资产,要么完全中心化(《魔兽世界》里的黄金),要么是实物的 (白银),要么无限丰富(MP3)。比特币之前根本不存在去中心化的、数字的和稀缺的资产。

比特币挖矿:去中心化支付处理

比特币的去中性化本质基于这样一个事实:它是一种稀缺的天然商品(类似黄金)并且很难找到。就像挖黄金一样,挖比特币是在更为常见的情况下寻找非常罕见的东西。一旦比特币矿工找到合适的稀有数字,就可以便宜且容易地被其他人验证,就像黄金可以相对容易地与愚人金区分开来。

比特币矿工使用功能强大的计算机来搜索特定的稀有数字,而不是使用镐和挖掘机来搜寻黄金。一旦找到,每个稀有数字都被称为一次工作量证明(proof-of-work),因为它向每个人证明,寻找它花了很多工作量。

与黄金一样,挖矿不需要来自一个中央权威的许可:任何人都可以下载挖矿软件来开始搜索符合标准的稀有数字。

甚至比挖黄金更好,不需要特殊类型的土地,只需要计算机设备和负担得起的电源。因此,世界各地的矿工在竞争中独立搜索,以找到符合比特币网络要求的标准的工作量证明。

因此,比特币在没有单点故障的情况下运行。与中心化系统形成对比。如果Visa网络出现故障,没有人可以使用Visa卡支付任何费用。Paypal或亚马逊同样如此,如果它们各自的网络出现故障。与这些公司不同,比特币没有中央权威或单点故障。没有人可以选择审查特定交易。比特币的矿工网络提供了一种关键的核心服务: 在没有一个中央权威的(以及其带来的缺陷)情况下永不停歇的处理交易。

比特币交易如何运作

那么比特币交易是如何运作的?

要理解这一点,请想想你可能更为熟悉的事情:银行的账本系统。在有人写一张支票来为一件商品或一次服务买单后,接收人去他的银行存入支票。假设两个客户在该银行都有一个账户,银行只需借记发送人的账户并记入接收人的账户。整个过程只需要在银行的会计账本中添加两个条目。银行官员不会进入保险库,从发送人存放的硬币和账单中拿出确切的金额,然后将其存入接收人存放的硬币和账单。使用账本进行会计处理是一项重要的历史发明,使货币的流转耗不费力。在比特币里,相当于一张银行支票的是一笔交易(transaction)。

比特币运营着一种被称为区块链(blockchain)的特殊账本。成千上万运行着比特币验证软件的人,而非中央权威,在不断检查区块链。运行该软件的每个人都会保留整个账本的副本并验证新条目。这被称为运行一个全节点(full node)。每个全节点不断检查账本以强制执行相同的比特币规则,这样,任何中央权威都不能随意编辑记录来窃取比特币或花费他们没有的比特币。比特币的区块链被称为公链(public blockchain), 因为任何人都可以查看交易记录。

比特币所有者以与编写支票相同的方式进行交易。他们指定金额,然后签署支票。但是,比特币所有者不是在一张易于伪造的纸上乱写他们的名字,而是通过密码学用数字签名(digital signature)签署他们的交易 。

这个数字签名是使用一个只有比特币所有者知道的秘密来创建的。这个秘密被称为私钥(private key)。使用私钥,发送人可以制作数字签名,向接收人证明发送人拥有比特币。

用户将他们的比特币存储在钱包(wallet)里,钱包是在计算机、电话或专用硬件上运行的软件。每一秒,新的比特币交易都是从世界各地的钱包开始的,但没有中央支付处理商。相反,来自世界各地的矿工竞相将交易记录到账本中。他们运行他们的计算设备,并试图找到一个特殊的稀有数字。每隔10分钟左右,世界某处的比特币矿工就会找到工作量证明,并将其与一组等待处理的交易组合成一个区块(block)。然后矿工将此区块提交给比特币网络进行验证。

每个区块都像比特币全球账本中的新的一页,网络上的全节点验证其中包含的交易是否有效。任何人都可以运行全节点,因此成千上万的用户不断验证每个新区块的有效性。如果网络确认矿工的建议区块有效,那么矿工将获得12.5个新比特币的奖励,并且该区块及其中包含的所有交易成为比特币历史的永久部分。在撰写本文时,典型的比特币链上交易需要不到一个小时才能在区块链上完成。

比特币区块链的名称源于它是历史账本中所有区块(或所有页面)的集合。换句话说,区块链是比特币网络上自2009年1月创建以来所有交易的完整、不可变的账本。

组成比特币网络的有数千个全节点。每个全节点独立地验证来自矿工新建议的区块。相当适中的硬件要求意味着大多数现代笔记本电脑都可以运行比特币全节点。由于运行全节点仍然相对便宜且多数人负担得起,因此网络仍然是去中心化的。

比特币的货币政策

与目前的央行体系不同,比特币的货币政策是透明和一成不变的。

如何发行新比特币?如上所述,找到有效的工作量证明并将其与一组有效交易配对——制作一个有效的新区块——的矿工有权获得所谓的区块奖励。在撰写本文时,区块奖励是12.5比特币并每四年减半一次,这意味着奖励将是2020年的6.25比特币,2024年的3.125比特币,等等。

如果矿工试图欺骗并要求超过预定区块奖励的奖励,则该区块被验证该区块的所有全节点拒绝。全节点检查所有建议的区块,任何不遵守规则的区块都不会被放入其区块链中。这类似于银行拒绝发送帐户透支的支票。结果,没有人可以伪造假比特币。尝试花费不存在的比特币的任何欺诈性交易,以及包含此类交易的任何区块都将被全节点拒绝。

一个无效区块对矿工来说是昂贵的,因为它被拒绝了,而他们运行自己的计算设备来找到工作量证明所花费的大量电力被浪费了。这让欺诈变得非常昂贵,并保护了比特币网络。但是,如果比特币网络上只有少数全节点,那么矿工可能会通过贿赂那些少量的全节点来让一个欺诈性区块进入区块链。由于网络上有数千个全节点,并且由于它们在地理上分散且彼此不未知,因此这种策略几乎肯定会失败。

中本聪从一开始就设定了所有比特币的总供应量为2100万。今天,超过85%的比特币已经被挖出来了,这意味着现在有超过1700万比特币在流通。其余的将按照一份众所周知的时间表,以越来越小的量奖励给矿工们。

区块链技术:仍在等待

许多人试图复制中本聪发明的成功。一种流行的策略是采用比特币的区块链账本系统并将其应用于其他用例。自2014年以来,许多知名公司都试图在各个行业中使用区块链,投入了数百万美元。这引起了围绕区块链技术(blockchain technology)的大量炒作和媒体关注。

不幸的是,到目前为止,大多数这些尝试都相当于开叉车去杂货店购物。该车辆在其原始环境中完美运行(存储去中心化数字货币的账本),但对于其现代应用来说似乎太慢且有不必要地浪费,(譬如区块链上的医疗保健记录、在区块链上追踪农产品来源、把天气数据放上区块链等)。

比特币是四个重要组成部分的组合产物,区块链只是其中之一。首先,比特币是一种稀缺的数字资产。第二是比特币是一个有大量全节点的点对点网络,无法被关闭或被审查。第三是挖比特币需要找到有效的工作量证明数字,这让欺诈成本非常高, 并且保证了随意性和稀缺性。第四是比特币有一个完全可公开审核的区块链。这四种技术紧密结合,当一部分被移除时,结果就没那么有用了。

对于比特币这样的纯数字资产,使用区块链作为公共记录是有效的。它的创造和它的转移的每个实例都是完美记录和绝对可靠的。但对于咖啡豆或医疗保健数据等现实世界的对象,无法保证信息是绝对可靠的,因为出于疏忽或甚至是彻头彻尾的欺诈,在数据源和每个数据输入期间总是存在错误的可能性。因此,必须有一个中央权威来保证所有信息,这从一开始就消除了对区块链的需求。

尽管如此,为了寻找去中心化货币之外的用例,人们已经投入了大量资金到区块链技术里。在撰写本文时,暂时没有人能够用区块链来创造一种大规模的记录存储系统, 使其可以与传统系统优势相当或者有显著改善。

其他加密货币怎么样?

人们不只是试图复制比特币的区块链;他们还尝试创建其他加密货币,因为这些新数字货币的发送人使用数字签名来签署交易,就像比特币一样。这些项目通常被称为山寨币或代币,它们不是去中心化的,而且许多都是彻头彻尾的诈骗。Bitconnect 是加密货币欺诈的一个著名例子。

少数加密货币可能具有正当的用例。这些包括门罗币(Monero,XMR)和大零币(Zcash,ZEC),它们旨在让用户以比比特币或以太坊(Ethereum,ETH)——用于尝试和构建区块链应用平台——更私密的方式进行交易。大公司也在试验加密货币。Facebook宣布了Libra 数字货币,由于数十亿人使用Facebook的服务,它有可能变得非常流行。然而,Libra本质上是中心化的,不会有比特币的抗审查和稀缺性。

有几个团体试图以特别厚颜无耻的方式复制中本聪的成功,并创造出了几种名称中包含比特币一词的加密货币。因此,对于哪种加密货币是真正的比特币,人们经常搞混。要区分它们,请在交易所和钱包里查找代码BTC。比特币的变种就像是愚人金;它们可能看起来相似,但更中心化,价格更低。这些包括比特币现金(Bitcoin Cash,BCH),比特币黄金(Bitcoin Gold,BTG)和比特币中本聪愿景(Bitcoin Satoshi’s Vision,BSV)。

小结

比特币是一项深刻的系统工程突破,为现有的金融系统提供了新的替代方案。

比特币是一种数字货币,在全球范围内易于交易,因为它可以在几分钟而不是几天内结算。

比特币是一种稀缺资产,可以抵御肆意通胀的威胁。

比特币是去中心化的,可以抵抗任何人审查。

比特币是当今世界上唯一的去中心化、数字化稀缺的货币。

比特币有可能颠覆当前的货币秩序。

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