站在前人肩膀上的比特幣

加密貨幣的歷史

上世紀 50 年代計算機(ENIAC,1946 年)出現後,人們就嘗試利用信息技術提高支付系統的效率。除了作為電子支付手段的各種銀行卡,自 80 年代起,利用密碼學手段構建的數字貨幣(加密貨幣)也開始成為研究的熱門。

加密貨幣前後經歷了 30 多年的探索,比較典型的成果包括 e-CashHashCashB-money和 Bit Gold 等。

1983 年,時任加州大學聖塔芭芭拉分校教授的 David Chaum 最早在論文《Blind Signature for Untraceable Payments》 中提出了 e-Cash,並於 1989 年創建了 DigiCash 公司。ecash 系統是首個嘗試解決不可追蹤(untraceable)問題的匿名數字貨幣,基於 David Chaum 自己發明的盲簽名技術,曾被應用於部分銀行的小額支付系統中。ecash 雖然不可追蹤,但仍依賴中心化機構(銀行)的協助,同期也由於信用卡體系的快速崛起,DigiCash 公司最終於 1998 年宣告破產。鑑於 David Chaum 在數字貨幣研究領域發展早期的貢獻,有人認為他是“數字貨幣之父”。值得一提的是,David Chaum 目前仍活躍在數字貨幣領域,期待他能做出更重要的貢獻。

1997 年,Adam Back 發明了 HashCash,來解決郵件系統和博客網站中“拒絕服務攻擊(Deny of Service,DoS)”攻擊問題。Hashcash 首次提出用工作量證明(Proof of Work,PoW)機制來獲取額度,該機制後來被後續數字貨幣技術所採用。

1998 年,Wei Dai 提出了 B-money 的設計,這是首個不依賴中心化機構的匿名數字貨幣方案。B-money 引入工作量證明的思想來解決數字貨幣產生的問題,指出任何人都可以發行一定量的貨幣,只要他可以給出某個複雜計算問題(未說明是用 Hash 計算)的答案,貨幣的發行量將跟問題的計算代價成正比。並且,任何人(或部分參與者)都可以維護一套賬本,構成一套初級的 P2P 網絡,使用者在網絡內通過對帶簽名的交易消息的廣播來實現轉賬的確認。B-money 是去中心化數字貨幣領域裡程碑式的成果,為後面比特幣的出現奠定了基礎。從設計上看,B-money 已經很好地解決了貨幣發行的問題,但是未能解決“雙花”問題,也未能指出如何有效、安全地維護賬本,最終未能實現。

同年,Nick Szabo 也提出了名為 Bit Gold 的非中心化數字貨幣設計。系統中引入瞭解決密碼學難題(challenge string)作為發行貨幣的前提,並且上一個難題的結果作為下一個難題生成的參數。對方案的確認需要系統中大多數參與者確認。該方案最終也並未實現。

這些方案要麼依賴於一箇中心化的管理機構,要麼更多偏重理論層面的設計而未能實現。直到比特幣的出現,採用創新的區塊鏈結構來維護賬本,使用 1999 年後出現的 P2P 網絡技術實現賬本同步,並引入經濟博弈機制,充分利用現代密碼學成果,首次從實踐意義上實現了一套非中心化(decentralized)的開源數字貨幣系統。也正因為比特幣的影響力巨大,很多時候談到數字貨幣其實是指類似比特幣的加密貨幣(crypto currency)。

比特幣依託的分佈式網絡無需任何管理機構,基於密碼學原理來確保交易的正確進行;另一方面,比特幣的價值和發行並未有中央機構進行調控,而是通過計算力進行背書,通過經濟博弈進行自動調整。這也促使人們開始思考,在數字化的世界中,應該如何發行貨幣,以及如何衡量價值。

目前,除了像以比特幣這樣完全丟棄已有體系的分佈式技術之外,仍然存在不少中心化代理模式的數字貨幣機制,包括 paypal、支付寶甚至 Q 幣等。通過跟已有的支付系統合作,也可以高效地進行代理交易。

現在還很難講哪種模式將會成為日後的主流,未來甚至還可能出現更先進的技術。但毫無疑問,這些成果都為後來的數字貨幣設計提供了極具價值的參考;而站在前人肩膀上的比特幣,必將在人類貨幣史上留下難以磨滅的印記。

比特幣的誕生

2008 年 10 月 31 日(東部時間),星期五下午 2 點 10 分,化名 Satoshi Nakamoto (中本聰) 的人在 metzdowd 密碼學郵件列表 中提出了比特幣(Bitcoin)的設計白皮書《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》,並在 2009 年公開了最初的實現代碼。首個比特幣是 UTC 時間 2009 年 1 月 3 日 18:15:05 生成。但比特幣真正流行開來,被人們所關注則是至少兩年以後了。

作為開源項目,比特幣很快吸引了大量開發者的加入,目前的官方網站 bitcoin.org,提供了比特幣相關的代碼實現和各種工具軟件

除了精妙的設計理念外,比特幣最為人津津樂道地一點,是發明人“中本聰”到目前為止尚無法確認真實身份。也有人推測,“中本聰”背後可能不止一個人,而是一個團隊。這些猜測都為比特幣項目帶來了不少傳奇色彩。

比特幣的意義和價值

直到今天,關於比特幣的話題仍充滿了不少爭議。但大部分人應該都會認可,比特幣是數字貨幣歷史上,甚至整個金融歷史上一次了不起的社會學實驗。

比特幣網絡上線以來,在無人管理的情況下,已經在全球範圍內無間斷地運行了 9 年時間,成功處理了千萬筆交易,最大單筆支付超過 1.5 億美金。難得的是,比特幣網絡從未出現過重大的系統故障。

比特幣網絡目前由數千個核心節點參與構成,不需要任何中心化的支持機構參與,純靠分佈式機制支持了穩定上升的交易量。

比特幣首次真正從實踐意義上實現了安全可靠的非中心化數字貨幣機制,這也是它受到無數金融科技從業者熱捧的根本原因。

作為一種概念貨幣,比特幣主要是希望解決已有貨幣系統面臨的幾個核心問題:

  • 被掌控在單一機構手中,容易被攻擊。

  • 自身的價值無法保證,容易出現波動。

  • 無法匿名化交易,不夠隱私。

要實現一套數字貨幣機制,最關鍵的還是要建立一套完善的交易記錄系統,以及形成一套合理的貨幣發行機制。

這個交易記錄系統要能準確、公正地記錄發生過的每一筆交易,並且無法被惡意篡改。對比已有的銀行系統,可以看出,現有的銀行機制作為金融交易的第三方中介機構,有代價地提供了交易記錄服務。如果參與交易的多方都完全相信銀行的記錄(數據庫),就不存在信任問題。可是如果是更大範圍(甚至跨多家銀行)進行流通的貨幣呢?哪家銀行的系統能提供完全可靠不中斷的服務呢?唯一可能的方案是一套分佈式賬本。這個賬本可以被所有用戶自由訪問,而且任何個體都無法對所記錄的數據進行惡意篡改和控制。為了實現這樣一個前所未有的賬本系統,比特幣網絡巧妙地設計了區塊鏈結構,提供了可靠、無法被篡改的數字貨幣賬本功能。

比特幣網絡中,貨幣的發行是通過比特幣協議來規定的。貨幣總量受到控制,發行速度隨時間自動進行調整。既然總量一定,那麼單個比特幣的價值會隨著越來越多的經濟實體認可比特幣而水漲船高。發行速度的自動調整則避免出現通脹或者滯漲的情況。

另一方面,也要冷靜地看到,作為社會學實驗,比特幣已經獲得了某種成功,特別是基於區塊鏈技術,已經出現了許多頗有價值的商業場景和創新技術。但這絕不意味著比特幣自身必然能夠進入到未來的商業體系中。比特幣自身價值的波動十分劇烈;同時由於賬目公開可查,通過分析仍有較大概率追蹤到實際使用者;另外,比特幣系統在不少管理環節上仍然依賴中心化的機制。

更有價值的區塊鏈技術

如果說比特幣是影響力巨大的社會學實驗,那麼從比特幣核心設計中提煉出來的區塊鏈技術,則讓大家看到了塑造更高效、更安全的未來商業網絡的可能。

2014 年開始,比特幣背後的區塊鏈技術開始逐漸受到大家關注,並進一步引發了分佈式記賬本(Distributed Ledger)技術的革新浪潮。

實際上,人們很早就意識到,記賬相關的技術,對於資產(包括有形資產和無形資產)的管理(包括所有權和流通)十分關鍵;而多中心化的分佈式記賬本技術,對於當前開放、多維的商業模式意義重大。區塊鏈的思想和結構,正是實現這種分佈式記賬本系統的一種極具可行潛力的技術。

區塊鏈技術現在已經從比特幣項目脫穎而出,在包括金融、貿易、徵信、物聯網、共享經濟等諸多領域嶄露頭角。現在,除非特別指出是“比特幣區塊鏈”,否則當人們提到“區塊鏈技術”時,往往已與比特幣沒有什麼必然聯繫了。

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