本文原刊《讀庫(kù)1802》，此處限于篇幅有所刪節(jié)
區(qū)塊鏈，成為這兩年最火的互聯(lián)網(wǎng)字眼，但估計(jì)大多數(shù)人都只是聽著耳熟，并不真正了解。
與區(qū)塊鏈一起出現(xiàn)最多的詞是比特幣，顯然，它們之間肯定存在某種緊密的關(guān)系。
本文是一篇深度介紹比特幣和區(qū)塊鏈知識(shí)的文章，我努力按照“自頂向下、逐次求精”的原則，將比特幣和區(qū)塊鏈知識(shí)像剝洋蔥一樣，一層一層地深入下去，讓讀者每剝下一層都有完整的知識(shí)收獲。
去中心化
區(qū)塊鏈原本是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的信息編碼、傳輸、加密、解密、驗(yàn)證技術(shù)，但在我看來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)上升到了一種“去中心化”的理念，本質(zhì)上是一種理念上的革新。而比特幣就是這種理念的一個(gè)具體應(yīng)用。
打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈就相當(dāng)于電子商務(wù)，你想想二十年前有幾個(gè)人搞得懂什么是電子商務(wù)，它本質(zhì)上也是一種理念，只不過(guò)這種理念必須要借助一定的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。而比特幣就相當(dāng)于淘寶網(wǎng)，是電子商務(wù)的一個(gè)具體應(yīng)用。
所以，我們要理解什么是區(qū)塊鏈，必須先理解什么是去中心化。我舉兩個(gè)例子來(lái)幫助你理解：
第一個(gè)例子是從網(wǎng)上下載電影。最早的時(shí)候，我們下載電影都是到一些知名的電影下載網(wǎng)站，這些網(wǎng)站會(huì)把電影文件存放在一臺(tái)或者一組服務(wù)器上，大家都訪問(wèn)這臺(tái)(組)服務(wù)器下載影片。這叫中心化。
在這個(gè)游戲規(guī)則中，電影網(wǎng)站的服務(wù)器就是中心，每一個(gè)下載電影的人只不過(guò)是這個(gè)中心拉出來(lái)的線而已。中心化的游戲中，玩家的地位是不平等的，網(wǎng)站主占據(jù)絕對(duì)強(qiáng)勢(shì)地位，他想讓你下載就下載，想給你限速就限速。
后來(lái)，一種去中心化的下載模式出現(xiàn)了，這就是BT下載，也叫P2P(peer to peer)下載。現(xiàn)在我們講到P2P，一般是指那種個(gè)人借貸的網(wǎng)站，但最初的概念是從BT下載來(lái)的，P2P就是個(gè)人到個(gè)人，點(diǎn)到點(diǎn)。BT下載的原理與電影網(wǎng)站完全不同，影片并不是存在某個(gè)服務(wù)器上，而是大家互相從網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)人那里去下載這個(gè)影片的一小部分，最后拼成一個(gè)完整的文件。
在這個(gè)游戲中，所有玩家的地位是完全平等的，任何一個(gè)玩家都可以隨時(shí)離場(chǎng)、隨時(shí)加入，只要還有人在玩，整個(gè)游戲就能正常運(yùn)行，沒(méi)有人擁有特別的權(quán)力。這就叫去中心化。
第二個(gè)例子，就是我們每天都在使用的銀行卡或者支付寶、微信這些人民幣支付手段，現(xiàn)金我們先拋開不談。我們用無(wú)現(xiàn)金的方式支付人民幣買東西，就是一個(gè)中心化的游戲，它的中心有好多級(jí)，比如說(shuō)，支付寶的服務(wù)器是第一級(jí)中心，支付寶資金的托管銀行如工商銀行、中信銀行的服務(wù)器就是第二級(jí)中心，這些銀行的再上一級(jí)中心就是央行——中國(guó)人民銀行的服務(wù)器。
在這個(gè)游戲中，不同級(jí)別玩家的權(quán)力、地位是不平等的，最大的Boss當(dāng)然是央行，它甚至能發(fā)行貨幣，它的權(quán)力可以大到分分鐘就把我們的錢全部搶光，很簡(jiǎn)單，它只需要突然增發(fā)貨幣就可以了，物價(jià)突然上漲一百倍，我們的錢就等于被搶光了。那貨幣游戲能不能像下載電影一樣去中心化呢?也是可以的，比特幣系統(tǒng)就是這樣一個(gè)去中心化的貨幣游戲系統(tǒng)，你可以把它看成是一個(gè)大型的貨幣實(shí)驗(yàn)。
比特幣的游戲是這么玩的，就兩條核心規(guī)則。第一，它的貨幣發(fā)行不是由某個(gè)機(jī)構(gòu)說(shuō)了算，而是公開一套算法，每算出一個(gè)符合要求的數(shù)字，就相當(dāng)于挖到了若干個(gè)比特幣。誰(shuí)都可以去算，絕對(duì)公平，誰(shuí)也作不了弊，因?yàn)樗惴ū举|(zhì)上就是一個(gè)個(gè)數(shù)字去湊，湊出一個(gè)算一個(gè)。第二，比特幣的交易信息不是記在某一臺(tái)服務(wù)器上的，而是所有參與這個(gè)游戲的玩家電腦中一人一份，同步記錄，這種交易記錄在理論上幾乎是無(wú)法篡改的。
這就是“去中心化賬本”。
這樣一來(lái)，所有游戲玩家的地位和權(quán)力就完全平等了，幾乎沒(méi)有任何一個(gè)玩家是特殊的。為什么要加上“幾乎”兩個(gè)字呢?因?yàn)椋吘鼓軌蛴心芰ν诒忍貛诺哪切┑V主還是有點(diǎn)特殊的，但這種特殊性并不是太大，而且礦主也沒(méi)有任何壁壘，只要你買得起好電腦，誰(shuí)都可以當(dāng)?shù)V主。
不得不說(shuō)，比特幣的這個(gè)“去中心化”設(shè)計(jì)非常之妙。它的發(fā)明人，神秘的中本聰(Satoshi Nakamoto)確實(shí)是棵“大蔥”。
理解了去中心化，就等于理解了區(qū)塊鏈。一個(gè)真正的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，就是通過(guò)合理的游戲規(guī)則設(shè)計(jì)，輔以信息技術(shù)，來(lái)踐行去中心化理念的項(xiàng)目。比特幣系統(tǒng)就是去中心化理念和區(qū)塊鏈技術(shù)的一個(gè)優(yōu)秀示范項(xiàng)目。
不夸張地說(shuō)，我覺得這是一場(chǎng)互聯(lián)網(wǎng)的理念革命，是人類的又一次平等化革命。上一次革命是打破了人與人之間在身份地位上的不平等，這一次則是打破了游戲規(guī)則本身的不平等。正因?yàn)檫@樣，區(qū)塊鏈才能激發(fā)人們?nèi)绱舜蟮臒崆椋@是一個(gè)聽上去可以顛覆一切舊規(guī)則的新生事物。
然而，在我看來(lái)，比特幣系統(tǒng)并不是一個(gè)成功的區(qū)塊鏈應(yīng)用，甚至先天不足。為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)椋辞懊娼榻B的兩條比特幣核心游戲規(guī)則就知道，它有以下這些天生的缺陷：
第一，比特幣客戶端軟件需要巨大無(wú)比的存儲(chǔ)空間，因?yàn)槊恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)都必須記錄下從比特幣系統(tǒng)誕生的第一天起所有的交易記錄，截止到本文寫作時(shí)(2018年2月13日)，這個(gè)交易記錄文件已經(jīng)有147GB那么大了，而且只會(huì)增加不會(huì)減少。
第二，為防止有人作弊，比特幣系統(tǒng)有一套很復(fù)雜的游戲規(guī)則來(lái)確保交易記錄是真實(shí)的，這樣就導(dǎo)致每一筆交易的確認(rèn)時(shí)間一般需要一個(gè)小時(shí)甚至幾天。想想吧，如果用比特幣去街邊買杯奶茶，會(huì)是什么情況。
第三，最多只有2100萬(wàn)枚比特幣，而且，無(wú)論有多少人在挖礦，系統(tǒng)規(guī)則決定了平均每十分鐘才能產(chǎn)出若干枚比特幣(2018年是每十分鐘12.5枚)。矛盾正如那句話：人民群眾日益增長(zhǎng)的比特幣需求與比特幣總量不足之間的矛盾。
比特幣不能代表區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈也不是比特幣。區(qū)塊鏈在未來(lái)可以有哪些應(yīng)用呢？
實(shí)際上，區(qū)塊鏈解決的核心問(wèn)題是信任問(wèn)題。所有的金融機(jī)構(gòu)，銀行、保險(xiǎn)、券商等等，讓它們賴以生存的根本是信用，我們之所以會(huì)放心地買股票、買期貨、買紙黃金，都是因?yàn)槲覀冃湃纬洚?dāng)交易中介的機(jī)構(gòu)，而這些交易中介，就是金融活動(dòng)的中心，我們寧愿為此付出一定的手續(xù)費(fèi)、交易費(fèi)，金融機(jī)構(gòu)也因此掙得盆滿缽滿。
但是，當(dāng)區(qū)塊鏈在人們的觀念上和技術(shù)上都成熟后，這種中心化的金融機(jī)構(gòu)是有可能被顛覆掉的，因?yàn)槲覀兛梢岳脜^(qū)塊鏈的理念和技術(shù)來(lái)改寫游戲規(guī)則，讓所有的金融產(chǎn)品交易都不再需要一個(gè)中心，而全部以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式完成，并且從理論上能夠保證信用問(wèn)題。
到了那時(shí)，銀行還需不需要我不知道，因?yàn)殂y行還涉及更復(fù)雜的國(guó)家利益問(wèn)題，但是，一定會(huì)有很多商業(yè)金融機(jī)構(gòu)受到區(qū)塊鏈的沖擊。
再比如，公證也是一個(gè)典型的中心化的販賣信用的機(jī)構(gòu)，區(qū)塊鏈完全可以改寫公證行業(yè)。關(guān)于區(qū)塊鏈的應(yīng)用，后文還會(huì)有詳細(xì)闡述。
到此，我們對(duì)比特幣和區(qū)塊鏈建立起了總體概念，接下來(lái)，我要幫你剝掉下一層洋蔥皮，了解一下比特幣系統(tǒng)的基本原理。
比特幣基本原理
數(shù)字指紋和非對(duì)稱加密
去中心化的賬本還是很容易理解的，只要把所有的交易記錄都記在每一臺(tái)電腦的賬本上，然后就可以用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，隨時(shí)隨地查出每個(gè)人的余額是多少。
但是大家不要忘了，在網(wǎng)絡(luò)上記賬與線下記賬不同。網(wǎng)絡(luò)上都是消息來(lái)消息去的，大家根本不見面。如果你收到一條信息，上面寫著“A支付5元錢給B”。這時(shí)，你不禁要問(wèn)：
第一，如何確保這條信息內(nèi)容的完整性？第二，如何確保信息的真實(shí)性？這兩個(gè)問(wèn)題不解決，去中心化賬本的理想就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。解決辦法是有的。我們先來(lái)看怎么解決第一個(gè)問(wèn)題：確保記賬信息的完整性。
這里要引入一個(gè)概念，就是數(shù)字指紋(很多文章中也叫數(shù)字簽名、哈希值)。電腦上的任何信息，按照國(guó)際統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)，最終都是以0和1來(lái)存儲(chǔ)，這就是大名鼎鼎的二進(jìn)制。例如“錢”這個(gè)字用二進(jìn)制表示就是“1001010010110001”，再比如“A支付5元錢給B”這句話，用二進(jìn)制表示就是：
010000011100101001011111001110110110000011010110100010
1000011100101001011000111111101101100101000010
普通人看到二進(jìn)制往往無(wú)法和數(shù)字建立聯(lián)系，實(shí)際上，這串二進(jìn)制數(shù)字也可以用一組十進(jìn)制的數(shù)字來(lái)表示，它們完全相等：
100000111001010080606408664086260086008422488464406
842602666664446622202242228042826680682422068400
看到了十進(jìn)制的數(shù)，很多人才會(huì)認(rèn)為這確實(shí)是一個(gè)“數(shù)字”。這就是數(shù)字指紋了嗎?還不是。
二進(jìn)制和原始信息只是一一對(duì)應(yīng)的編碼關(guān)系，一個(gè)英文字母或者數(shù)字對(duì)應(yīng)8個(gè)比特，一個(gè)中文字符對(duì)應(yīng)16比特，原始信息越長(zhǎng)，二進(jìn)制編碼也越長(zhǎng)。任何原始信息都可以轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字，有了數(shù)字就可以做數(shù)學(xué)運(yùn)算，玩出各種花樣了。
現(xiàn)在，我們給數(shù)學(xué)家提出一個(gè)要求：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)算法，將任何一條信息，不論長(zhǎng)短，都計(jì)算出一個(gè)唯一的“數(shù)字指紋”與它對(duì)應(yīng)。但有兩個(gè)附加條件：一、指紋的長(zhǎng)度必須固定;二、只能從“原始信息”計(jì)算出“指紋”，誰(shuí)也無(wú)法從“指紋”反向計(jì)算出“原始信息”。
這個(gè)要求，看似很過(guò)分，但是難不倒數(shù)學(xué)家。1993年，美國(guó)國(guó)家安全局發(fā)布了SHA算法，全稱是Secure Hash Algorithm，中文一般翻譯為“安全散列算法”或者“安全哈希算法”，這個(gè)名稱估計(jì)把你嚇到了，聽著特學(xué)術(shù)(我有時(shí)候會(huì)聽人說(shuō)“嘻哈算法”，忍不住偷笑一下，各位千萬(wàn)別讀錯(cuò))。
Hash這個(gè)詞沒(méi)有對(duì)應(yīng)的中文意譯詞，如果讓我來(lái)意譯的話，我會(huì)翻譯為“數(shù)字摘要算法”，基本上能表達(dá)該算法的含義，就是從目標(biāo)對(duì)象中提取出一個(gè)特征摘要，好像人的指紋一樣。
SHA算法從1993年發(fā)布它的第零代，一直到2015年發(fā)布第三代，二十二年間已經(jīng)升級(jí)了四次。比特幣用到的是第二代算法，簡(jiǎn)稱為SHA-256算法，這里的“256”表示，由這個(gè)算法生成的指紋長(zhǎng)度固定為256比特。大家可以很容易在網(wǎng)上找到在線生成SHA-256指紋的網(wǎng)頁(yè)，這個(gè)算法是公開的，誰(shuí)都能用，例如，“錢”字的SHA-256指紋是：
000011101011100001100011110001111000110110100011111000111
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000
0000000000000000000000000000000000
“A支付5元錢給B”的SHA-256指紋是：
11110111101110110010100110111010110111110000010111010000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000
大家看到，不論原始信息有多長(zhǎng)，生成的指紋都是一樣長(zhǎng)的。而且這個(gè)指紋還有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一、原始信息只要改變一點(diǎn)點(diǎn)，哪怕只改動(dòng)一個(gè)數(shù)字，整個(gè)指紋就會(huì)發(fā)生巨大的變化，毫無(wú)規(guī)律可循;二、截至本文寫作時(shí)，世界上還沒(méi)有任何公開的方法可以從指紋反向計(jì)算出原始信息，普遍認(rèn)為理論上無(wú)法破解。
不過(guò)，在實(shí)際的使用中，256位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)太長(zhǎng)了，使用起來(lái)極不方便，還很容易看花眼。于是，指紋通常用十六進(jìn)制來(lái)顯示，反正二進(jìn)制到十六進(jìn)制是一一對(duì)應(yīng)的。
“錢”的十六進(jìn)制指紋是：
0eb863c78da3e38b6b92d1f3999566e5d8e17a6f700a112c8993cf6bfc48f70b
“A支付5元錢給B”的十六進(jìn)制指紋是：
f7bb29badf05d41e60b1036d749f134a901c7a97daef7a1fe4e1e14471bd4833
這樣看起來(lái)就簡(jiǎn)潔多了，我們可以試一下把“5元錢”改為“6元錢”，看看指紋的變化有多大，下面是改后的指紋：
1d48da12b0fb29efe6f690185922f96d259bd887343735898bfc3901a83b58c3
看到了吧，僅僅改動(dòng)了一個(gè)數(shù)字，但指紋幾乎沒(méi)有一位是相同的。這就是SHA算法的神奇之處，也確保了指紋沒(méi)有規(guī)律可循，無(wú)法被反向破譯。
有了數(shù)字指紋，就可以解決第一個(gè)問(wèn)題：確保記賬信息的完整性。怎么做?很簡(jiǎn)單，我們只要做出一個(gè)規(guī)定，任何發(fā)出信息的一方，必須同時(shí)發(fā)出原始信息的指紋。那么收到信息的一方只需要用公開的SHA-256算法把原始信息也生成一個(gè)指紋，和收到的指紋比對(duì)一下，如果一致，就說(shuō)明收到的信息是完整的;如果不一致，說(shuō)明收到的原始信息由于某種原因被修改過(guò)了，這個(gè)原因可能是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤，也可能是被人篡改了等等。
那會(huì)不會(huì)有一種巧合，原始信息和指紋都因?yàn)槟承﹤鬏斿e(cuò)誤發(fā)生了改變，恰好錯(cuò)誤的指紋數(shù)據(jù)就是出錯(cuò)后的原始信息指紋，也就是負(fù)負(fù)得正了?這事當(dāng)然不是絕對(duì)的不可能，但是從概率上來(lái)說(shuō)，想要自然發(fā)生，大概等到宇宙滅亡了也不會(huì)發(fā)生一次，概率已經(jīng)低到可以徹底忽略。
不過(guò)，你可能也想到了，還有一種可能性，就是黑客惡意篡改。因?yàn)镾HA算法是公開的，如果有一個(gè)黑客攔截了原始信息和指紋，他把原始信息修改掉，比如把“A支付5元錢給B”改為“A支付5元錢給C”，同時(shí)生成新的指紋發(fā)送給你。這該怎么辦呢?這就是我們要解決的第二個(gè)問(wèn)題：如何確保信息的真實(shí)性?解決這個(gè)問(wèn)題，等于也解決了信息發(fā)送方想抵賴的問(wèn)題。
解決第二個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就是給指紋加密，但是，這種加密還不能是我們?cè)谡檻?zhàn)劇里看到的那種電報(bào)加密的方式。大家不妨回憶一下看過(guò)的諜戰(zhàn)劇，我地下工作者收到一封電報(bào)，上面寫著2352，于是他從書架上拿出一本書，翻到第23頁(yè)，再數(shù)到第52個(gè)字，寫著一個(gè)“撤”字。這就是組織上通知這位同志馬上撤退，有人叛變了。這種加密方式的壞處在于，只要敵人也掌握了密碼本，不但可以破譯電報(bào)，還能發(fā)送假電報(bào)釣魚，原因就在于加密和解密的方法是完全一樣的，能解密就能加密，所以，這種加密方法被叫作“對(duì)稱加密”，解密的過(guò)程只不過(guò)是加密的逆過(guò)程而已。
“對(duì)稱加密”用在我們想要的去中心化賬本系統(tǒng)中就不好使了，因?yàn)槲覀兗纫尵W(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)信息接收者能夠解開密文知道原始信息，又要讓黑客即使拿到密文也只能干瞪眼，無(wú)法篡改密文。
個(gè)中關(guān)鍵，在于加密和解密的方法必須不一樣。所以，就要求數(shù)學(xué)家搞出一種全新的加密算法，這種算法是非對(duì)稱的，加密、解密不是互逆的過(guò)程。
能不能搞出這樣一個(gè)巧妙的加密算法呢？當(dāng)然是能的，否則就不會(huì)有比特幣了嘛。下面我用一個(gè)簡(jiǎn)化版的非對(duì)稱加密算法模擬一下我們想實(shí)現(xiàn)的效果。
原始信息是一組數(shù)字：269。
現(xiàn)在，我用一種只有我自己才知道的加密算法得到一個(gè)密文：24479。
然后，我把24479告訴所有人的同時(shí)，還宣布：解開我這條密文的鑰匙就是數(shù)字11(后面我們就把這個(gè)公開的鑰匙稱為公鑰)，任何人只要用24479乘以11，取結(jié)果的后三位，就能得到我想要告訴大家的原始信息。不信嗎?我們?cè)囋嚳矗?/p>
24479×11=269269
哇，好有意思，不單后三位，連前三位都是原始信息。我是怎么加密的呢?很簡(jiǎn)單，我把原始信息乘以91就是密文，而這個(gè)91就可以叫“私鑰”，我私人的加密鑰匙。這樣就實(shí)現(xiàn)了加密和解密是完全不一樣的兩種算法。
你可以試試看，用任意一個(gè)三位數(shù)字乘以91，得到的結(jié)果再乘以11，最終得到的結(jié)果一定是原始三位數(shù)寫兩遍。例如：218×91×11=218218。
如果用任意一個(gè)二位數(shù)字乘以91，得到的結(jié)果再乘以11，最終得到的結(jié)果后二位數(shù)字也一定與原始數(shù)字相同。例如：18×91×11=18018，至于它背后的數(shù)學(xué)原理，稍微琢磨一下就能想明白了。
但是請(qǐng)記住，我舉的這個(gè)例子只是讓你體會(huì)一下什么叫非對(duì)稱加密，因?yàn)檫@個(gè)例子的算法太過(guò)簡(jiǎn)單，所以知道了公鑰是11的人，很容易猜出私鑰是91。但是比特幣系統(tǒng)采用的算法比這個(gè)復(fù)雜多了，那個(gè)算法確保了任何人即使知道原文、密文、公鑰，也無(wú)法猜到私鑰。也就是說(shuō)，黑客只能解密，但不會(huì)加密，無(wú)法修改密文。
這么牛的算法，就是聲名遠(yuǎn)播的“橢圓曲線算法”，簡(jiǎn)稱為ECC算法。
它是在1985年由兩位美國(guó)人尼爾·庫(kù)伯利茲(Neal Koblitz)和維克托·米勒(Victor Miller)分別獨(dú)立提出的。在密碼學(xué)中的廣泛使用，也就是最近十多年的時(shí)間，數(shù)學(xué)家真的很厲害。
有了這個(gè)算法，就能確保去中心化的記賬系統(tǒng)中，每條交易記錄的真實(shí)性。我們來(lái)演示一下比特幣的去中心化記賬系統(tǒng)如何利用SHA和ECC算法確保賬本的完整性和真實(shí)性(以下是簡(jiǎn)化后的原理說(shuō)明，真實(shí)過(guò)程還要復(fù)雜很多，但原理不變)。
需要記賬的原始交易信息：A支付5元錢給B(以下簡(jiǎn)稱“原文”)。
第一步：利用SHA將原文生成數(shù)字指紋：
f7bb29badf05d41e60b1036d749f134a901c7a97daef7a1fe4e1e14471bd4833
第二步：隨機(jī)生成一個(gè)私鑰，它的格式與指紋是完全一樣的，例如：
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第三步：利用ECC將第一步得到的數(shù)字指紋通過(guò)私鑰加密，得到密文：
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第四步：根據(jù)私鑰生成一個(gè)公鑰：
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第五步：將原文、密文和公鑰廣播到整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)中。信息發(fā)送步驟到此結(jié)束，以下是信息接收步驟。
第六步：接收方利用ECC將密文通過(guò)公鑰解密，得到指紋1。
第七步：利用SHA將原文生成數(shù)字指紋，得到指紋2。
第八步：比對(duì)指紋1是否等于指紋2。
第九步：如果相等，則確認(rèn)該條信息是合法交易信息，添加到自己的賬本中。如果不相等，則拋棄該信息。至此全部結(jié)束。在真實(shí)的比特幣網(wǎng)絡(luò)中，交易雙方都是完全匿名的，交易者A或者B都是賬號(hào)(有些文章中稱“地址”，含義一樣)，賬號(hào)背后的主人信息是沒(méi)有任何記錄的，可以是一條狗，也可以是一個(gè)人工智能，而賬號(hào)則是根據(jù)公鑰，通過(guò)一定的算法生成的。
一個(gè)私鑰幾乎可以生成無(wú)數(shù)個(gè)不同的對(duì)應(yīng)公鑰，也就意味著可以生成幾乎無(wú)數(shù)個(gè)不同的對(duì)應(yīng)賬號(hào)。誰(shuí)掌握了私鑰，誰(shuí)就是賬號(hào)的主人。
在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，私鑰是動(dòng)用賬號(hào)中比特幣的唯一憑證，如果你的私鑰被盜，你就永遠(yuǎn)失去了它，打官司也要不回來(lái)，因?yàn)闆](méi)有任何方式可以證明他的私鑰是從你這里偷走的。
比特幣原理深入
區(qū)塊鏈技術(shù)
到此為止，我們?nèi)ブ行幕~本的理想只實(shí)現(xiàn)了一半，并沒(méi)完全實(shí)現(xiàn)，為什么呢?因?yàn)檫€有兩個(gè)重大的問(wèn)題沒(méi)有解決。
第一個(gè)問(wèn)題：賬本同步問(wèn)題。比特幣網(wǎng)絡(luò)中有那么多臺(tái)電腦，一條交易信息發(fā)送出來(lái)的時(shí)候，當(dāng)然不可能所有的電腦都開機(jī)，必然有一些處于離線狀態(tài)，開了電腦也未必開著比特幣客戶端，所以總有一些電腦無(wú)法立刻收到這條信息。這樣就會(huì)導(dǎo)致不同電腦上的記錄不同步，到底以誰(shuí)的電腦記錄為準(zhǔn)呢?
第二個(gè)問(wèn)題：如何防止同一個(gè)比特幣被重復(fù)使用？假如有一個(gè)黑客，他只有一個(gè)比特幣，但是他卻同時(shí)把這個(gè)比特幣付給A和B(雖然理論上無(wú)法真正同時(shí)，但可以做到間隔時(shí)間極短)，于是就會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上廣播兩條信息，一條是支付給A的信息，一條是支付給B的信息，因?yàn)榫W(wǎng)速的關(guān)系，必然有的電腦先收到信息1，有的電腦先收到信息2，這就產(chǎn)生了矛盾，如何確定哪一條信息是有效的呢?
為解決上面這兩個(gè)難題，區(qū)塊鏈技術(shù)橫空出世。
中本聰?shù)恼撐恼嬲谌澜缦破鸫箫L(fēng)大浪，不是因?yàn)樯弦还?jié)介紹的比特幣基本工作原理——數(shù)字指紋和非對(duì)稱加密都是成熟的技術(shù)，真正讓他一戰(zhàn)成名的是區(qū)塊鏈技術(shù)。但請(qǐng)記住：比特幣不是區(qū)塊鏈，它只是區(qū)塊鏈技術(shù)的一個(gè)具體應(yīng)用。
到底什么是區(qū)塊鏈？它怎樣巧妙地解決了賬本同步和信息不重復(fù)的問(wèn)題呢？
中本聰?shù)目傮w思路是這樣的：比特幣網(wǎng)絡(luò)中的所有電腦都只認(rèn)可唯一的一個(gè)賬本，任何一臺(tái)電腦在接入比特幣網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先要同步這個(gè)唯一的賬本，任何一臺(tái)電腦想要往這個(gè)賬本上寫入新的信息，必須完成一套繁瑣的“手續(xù)”，這套手續(xù)復(fù)雜到幾乎不太可能被同時(shí)完成兩次，即便真的發(fā)生了巧合，被同時(shí)完成了兩次甚至多次，也有一個(gè)規(guī)則可以判定哪條信息是合法的，哪條信息該被拋棄。
讓我一步步為你揭開區(qū)塊鏈技術(shù)的面紗。
為什么要叫“區(qū)塊鏈”?因?yàn)橹斜韭敯堰@個(gè)賬本設(shè)計(jì)成了由一個(gè)個(gè)“信息包”首尾相連而成的長(zhǎng)鏈，每一個(gè)信息包被稱為一個(gè)“區(qū)塊”，這些區(qū)塊每一個(gè)都有唯一的編號(hào)——在比特幣系統(tǒng)中，編號(hào)被稱為高度(height)，這些編號(hào)就是自然數(shù)1、2、3、4……一直往下排，不允許跳躍，也不允許中斷和重復(fù)。
下面講解區(qū)塊的具體規(guī)則。
第一個(gè)區(qū)塊當(dāng)然是由區(qū)塊鏈的發(fā)明人中本聰親自創(chuàng)建的，那是北京時(shí)間2009年1月4日，在芬蘭赫爾辛基的一臺(tái)小型服務(wù)器上，第一個(gè)區(qū)塊誕生了，這也被稱作“創(chuàng)世區(qū)塊”(genesis block)。在這個(gè)區(qū)塊上，包含的主要信息是：
區(qū)塊高度：0
The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brinkof second bailout for banks
(譯文：《泰晤士報(bào)》2009年1月3日頭版文章標(biāo)題：財(cái)政大臣面臨第二次為銀行提供緊急救助的窘境)
“某賬號(hào)”獲得50比特幣獎(jiǎng)勵(lì)
中間那段話是中本聰刻在第一個(gè)區(qū)塊上的紀(jì)念，從第二個(gè)區(qū)塊開始，以后每個(gè)區(qū)塊就必須嚴(yán)格按照比特幣系統(tǒng)的規(guī)則來(lái)創(chuàng)建了。區(qū)塊的規(guī)則有(至少包含以下信息)：
前一個(gè)區(qū)塊的數(shù)字指紋+固定信息+收到的交易記錄+一個(gè)隨機(jī)數(shù)
區(qū)塊鏈的一個(gè)奧妙之處在于尾巴上加的這個(gè)隨機(jī)數(shù)(nonce)，因?yàn)樗鼘?shí)在太奧妙，讓我等凡夫俗子只能大呼過(guò)癮，所以后面我就把它稱為“奧數(shù)”，以方便講解。
中本聰規(guī)定：這個(gè)新區(qū)塊的數(shù)字指紋(一個(gè)256位的二進(jìn)制數(shù))的前72位必須全部為0。
回憶一下我們前面介紹過(guò)的數(shù)字指紋的知識(shí)。因?yàn)镾HA算出來(lái)的指紋是毫無(wú)規(guī)律可循的一組數(shù)字，所以，想要滿足中本聰?shù)倪@個(gè)變態(tài)規(guī)定，唯一的辦法就只能憑運(yùn)氣湊奧數(shù)，從0開始不斷地去嘗試，直到滿足要求為止。這是一個(gè)純粹的概率問(wèn)題。我們來(lái)算一下要滿足這個(gè)要求的概率是多大。
因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)，每一位只有兩種可能性，0或者1，所以，湊出一個(gè)奧數(shù)的可能性是2的72次方分之一，也就是：
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這個(gè)數(shù)字已經(jīng)長(zhǎng)到看花眼了吧，它大約就是4.7萬(wàn)億億分之一。換句話說(shuō)，就是平均要進(jìn)行4.7萬(wàn)億億次SHA計(jì)算，才可能得到一個(gè)奧數(shù)，可見每一個(gè)奧數(shù)的金貴。
最巧妙的是，奧數(shù)并不是某一個(gè)方程的解，解出一個(gè)少一個(gè)，因?yàn)槊恳粋€(gè)區(qū)塊的字符串都不同，所以，每一次尋找奧數(shù)都需要從0開始，任何一個(gè)數(shù)字都有可能成為新的奧數(shù)，完全沒(méi)有規(guī)律可循。
一旦成功找到一個(gè)奧數(shù)，就獲得了一次記賬權(quán)力，可以給賬本上新增加一個(gè)區(qū)塊。那么，為什么要花時(shí)間找奧數(shù)，去給賬本記賬呢?因?yàn)楹锰帉?shí)在太大了。
比特幣系統(tǒng)規(guī)定，每成功增加一個(gè)區(qū)塊，這臺(tái)記賬的電腦(實(shí)際上是某個(gè)賬號(hào))就能獲得12.5個(gè)比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)(截止到本文寫作時(shí)的獎(jiǎng)金額)，以及這個(gè)區(qū)塊中所有交易的手續(xù)費(fèi)，總額取決于交易頻繁程度(平均約2比特幣)。這樣一來(lái)，相當(dāng)于每找到一個(gè)奧數(shù)，可以獲得14.5比特幣獎(jiǎng)勵(lì)，按照本文寫作時(shí)的比特幣市場(chǎng)價(jià)，相當(dāng)于12萬(wàn)美元。這么豐厚的獎(jiǎng)勵(lì)，自然就會(huì)吸引大量的電腦去搶奪記賬權(quán)。
尋找奧數(shù)就是搶記賬權(quán)，搶記賬權(quán)也就是挖比特幣。
因此，尋找奧數(shù)也被形象地稱為“挖礦”。挖礦的電腦就叫“礦機(jī)”，一個(gè)裝滿礦機(jī)的房間當(dāng)然就可以叫“礦場(chǎng)”了，礦場(chǎng)的主人就是“礦主”，他們是比特幣江湖中的弄潮兒。
但是，我需要給你解釋一下挖礦的難度，讓你打消去挖礦的沖動(dòng)。個(gè)人電腦的運(yùn)算速度大約是每秒可以進(jìn)行60萬(wàn)次SHA計(jì)算，也就意味著，一臺(tái)個(gè)人電腦平均需要花一千萬(wàn)年才有可能湊出一個(gè)奧數(shù)。當(dāng)然，這是一種概率計(jì)算，我不能從理論上排除某人的人品超新星爆發(fā)，只算一次奧數(shù)就中了4.7萬(wàn)億億分之一概率的獎(jiǎng)。但我還是想勸你不要相信自己有那個(gè)命。
給你看看人家專業(yè)的礦場(chǎng)是怎樣的：
一個(gè)大型比特幣礦場(chǎng)。圖片來(lái)源：谷歌圖片搜索
大規(guī)模的礦場(chǎng)據(jù)說(shuō)有幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)臺(tái)礦機(jī)同時(shí)運(yùn)行。我在《看看新聞》2017年6月17日的一則新聞中看到，記者采訪了一個(gè)位于中國(guó)四川的礦場(chǎng)，根據(jù)報(bào)道，這個(gè)礦場(chǎng)有5000多臺(tái)礦機(jī)，屬于小規(guī)模，平均每天耗電超過(guò)20萬(wàn)度，當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)是每度3毛，一天光是電費(fèi)就6萬(wàn)多元，平均每天可以挖出大約50個(gè)比特幣，一年左右回本，之后能做到20%左右的利潤(rùn)。
不過(guò)我覺得這個(gè)報(bào)道中的數(shù)據(jù)前后矛盾，便查了一下，當(dāng)時(shí)比特幣的市場(chǎng)價(jià)是大約每個(gè)2500美元，美元兌人民幣的匯率大約是6.8，所以，每天的收入大約是85萬(wàn)人民幣，一年的收入大約3.1億元，一臺(tái)礦機(jī)的成本均價(jià)在一到兩萬(wàn)元，礦場(chǎng)的礦機(jī)總成本是5000萬(wàn)到1億元，即使算上電費(fèi)等，一年起碼有兩億的利潤(rùn)。
在充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，出現(xiàn)這種暴利的可能性很低。所以，不是記者搞錯(cuò)了，就是被采訪對(duì)象吹牛不打草稿。由于比特幣的價(jià)格和全網(wǎng)算力的波動(dòng)很大，所以投資比特幣礦場(chǎng)很難做長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，不確定因素太多。
根據(jù)我們前面掌握的比特幣知識(shí)，50個(gè)比特幣，相當(dāng)于找到了4個(gè)奧數(shù)，搶到了4次記賬權(quán)。目前，整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)的所有礦機(jī)，加起來(lái)的總算力能達(dá)到的水平，大約平均每10分鐘可以找到一個(gè)奧數(shù)，也就意味著平均每10分鐘生成一個(gè)新的區(qū)塊。當(dāng)然，這個(gè)10分鐘是平均數(shù)，快一點(diǎn)的話三四分鐘生成一個(gè)區(qū)塊，慢一點(diǎn)的話15分鐘左右。
正因?yàn)閵W數(shù)太難找，每個(gè)區(qū)塊平均要10分鐘才能生成一個(gè)，所以就能基本解決本節(jié)開頭提出的第一個(gè)問(wèn)題“如何同步賬本”，只要有個(gè)三四分鐘的時(shí)間，足以讓所有在線的電腦同步到這個(gè)區(qū)塊了，那些不在線的電腦或者第一次運(yùn)行客戶端的電腦，上線以后必須先做一件事情，就是從相鄰的節(jié)點(diǎn)上獲取最新的賬本。
請(qǐng)注意，我用了“基本解決”這個(gè)詞，也就意味著，并沒(méi)有完全解決“賬本同步”的問(wèn)題。這是因?yàn)榭倳?huì)有極小的概率兩臺(tái)礦機(jī)恰好同時(shí)(只要在網(wǎng)絡(luò)上所有在線的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有完成區(qū)塊鏈同步之前都可以算同時(shí))找到奧數(shù)，也就意味著同時(shí)搶到了記賬權(quán)。因?yàn)榈V機(jī)實(shí)在太多了，這樣的小概率事件時(shí)不時(shí)也會(huì)發(fā)生一次，同時(shí)搶到記賬權(quán)的礦機(jī)都能將自己生成的新區(qū)塊廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)中。
遇到這種情況，比特幣系統(tǒng)怎么處理呢？
在這種情況下，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)收到了兩個(gè)合法的新區(qū)塊，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地域分布不同，所以，不同的節(jié)點(diǎn)收到這兩個(gè)新區(qū)塊的先后次序就會(huì)不同。此時(shí)，所有的節(jié)點(diǎn)會(huì)暫時(shí)保留兩個(gè)新區(qū)塊，并且把區(qū)塊鏈做一個(gè)臨時(shí)的分叉，如下圖所示：
接下來(lái)，比特幣網(wǎng)絡(luò)中必然又會(huì)有其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)(礦機(jī))搶到了記賬權(quán)，這時(shí)該節(jié)點(diǎn)就會(huì)將生成的最新區(qū)塊接到其中的一個(gè)分支上，那到底是接到新區(qū)塊1，還是新區(qū)塊2上呢?系統(tǒng)規(guī)則是：這個(gè)節(jié)點(diǎn)先收到哪個(gè)區(qū)塊，就接到哪個(gè)區(qū)塊上，同時(shí)放棄另一個(gè)區(qū)塊，然后全網(wǎng)廣播，如下圖所示：
比特幣網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)在收到最新的區(qū)塊鏈后，只要發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)分支比另外一個(gè)分支多兩個(gè)區(qū)塊了，就立即也放棄那個(gè)短的分支。總之，比特幣網(wǎng)絡(luò)永遠(yuǎn)只承認(rèn)更長(zhǎng)的那條分支。
你可能會(huì)想，那如果小概率事件再次發(fā)生，在區(qū)塊鏈第一次分叉后，又是同時(shí)產(chǎn)生了兩個(gè)新區(qū)塊，而恰好兩個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生在兩個(gè)不同的分支上，這時(shí)候，其他節(jié)點(diǎn)收到的區(qū)塊鏈還是兩個(gè)一樣長(zhǎng)的分支，那怎么辦?很好辦，還是同樣的規(guī)則，只要分支一樣長(zhǎng)就暫時(shí)保留，直到出現(xiàn)兩個(gè)分支不一樣長(zhǎng)時(shí)，就放棄短于兩個(gè)區(qū)塊的，保留長(zhǎng)的。那個(gè)被放棄的分支中所有交易和比特幣獎(jiǎng)勵(lì)都會(huì)被判定為無(wú)效。
因?yàn)橛辛诉@個(gè)臨時(shí)分叉的規(guī)則，所以，比特幣玩家在完成一筆交易后，不能立即認(rèn)為這筆交易是成功的，有可能會(huì)被取消，必須等到一定數(shù)量的新區(qū)塊生成后，如果交易依然沒(méi)有被取消，這才能放心地認(rèn)為交易成功了。那到底要等到多少個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生才能放心呢?
按照概率來(lái)說(shuō)的話，小額交易有三個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生就夠了，但是大額交易的話，為了更保險(xiǎn)，一般認(rèn)為等到六個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生，就足以放心了。前面說(shuō)過(guò)，每個(gè)區(qū)塊產(chǎn)生的平均時(shí)間是10分鐘，也就意味著，一筆大額交易需要一個(gè)小時(shí)左右才能確認(rèn)交易成功。
但是小額交易確認(rèn)的時(shí)間往往會(huì)更長(zhǎng)，甚至長(zhǎng)達(dá)好幾天。聽到這個(gè)你可能會(huì)有點(diǎn)兒糊涂，剛才不是還說(shuō)小額交易一般只要三個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生就夠了嗎?怎么確認(rèn)時(shí)間反而會(huì)更長(zhǎng)呢?比特幣網(wǎng)絡(luò)剛剛誕生的頭幾年，確實(shí)不會(huì)出現(xiàn)這樣的怪事，但是這幾年隨著交易量的猛增，就會(huì)出現(xiàn)這種怪事了。為什么?先回憶一下每個(gè)區(qū)塊的規(guī)則：
前一個(gè)區(qū)塊的數(shù)字指紋+固定信息+收到的交易記錄+奧數(shù)
你的交易記錄要被寫到區(qū)塊鏈上，有一個(gè)前提：礦工將你的這筆交易記錄打包到這個(gè)區(qū)塊上。你可能想問(wèn)：為什么會(huì)不打包?難道系統(tǒng)規(guī)則還允許不打包嗎?打包成功了不是還要給礦工交稅嗎?礦工好不容易搶到一次記賬權(quán)，怎么會(huì)有錢不賺呢?
是的，允許不打包。原因不是礦工不想賺錢，而是“不可抗力”，關(guān)鍵問(wèn)題是每一個(gè)區(qū)塊允許存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量有限。中本聰當(dāng)初設(shè)計(jì)比特幣系統(tǒng)時(shí)，規(guī)定了每一個(gè)區(qū)塊最大只能是1MB，一條交易記錄大概是0.25KB，那么一個(gè)區(qū)塊最多可以儲(chǔ)存4000多條交易記錄，如果在一個(gè)新區(qū)塊產(chǎn)生的時(shí)段中，發(fā)生的交易請(qǐng)求超過(guò)4000條，那就肯定存不下了。
我們可以算算，這個(gè)量大概是一個(gè)怎樣的交易頻率，每個(gè)區(qū)塊的平均產(chǎn)生時(shí)間是10分鐘，也就意味著，平均每秒鐘的交易量如果超過(guò)7條，那么就一定會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)等待打包的交易記錄了。這個(gè)交易頻率實(shí)在很低，要知道支付寶一秒鐘大約要處理上萬(wàn)筆交易。這一秒鐘七筆交易對(duì)于全球來(lái)說(shuō)，實(shí)在是太不夠用了。
一般來(lái)說(shuō)，大額交易優(yōu)先打包，小額交易中手續(xù)費(fèi)越高的交易越優(yōu)先打包，打包規(guī)則礦工有一定的自主權(quán)。比特幣交易手續(xù)費(fèi)的規(guī)則比較復(fù)雜，不同的礦工收的還不一樣，不是三言兩語(yǔ)能說(shuō)清，但有一點(diǎn)可能會(huì)讓你感到詫異，越是大額的交易反而收費(fèi)越低，甚至免費(fèi)。交易額越小反而費(fèi)率越高。這是因?yàn)椋灰资掷m(xù)費(fèi)除了鼓勵(lì)礦工挖礦，還有一個(gè)非常重要的功能，就是防止有人惡意發(fā)布大量的小額交易造成信息擁堵。
現(xiàn)在，比特幣交易滯留是非常普遍的現(xiàn)象，很多小額交易甚至等上好幾天都確認(rèn)不了，因此，很多人不惜附加很高的交易手續(xù)費(fèi)來(lái)讓礦工提前替他們打包。
到這里，有關(guān)區(qū)塊鏈的核心原理就講完了，關(guān)鍵要記住，中本聰利用區(qū)塊鏈技術(shù)，巧妙地解決了賬本同步和信息不重復(fù)的問(wèn)題，這就使得去中心化賬本的理想最終得以實(shí)現(xiàn)。
學(xué)習(xí)知識(shí)，我認(rèn)為最佳的方式就是帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，先掌握知識(shí)的主干，如果還有興趣，再去了解那些枝枝杈杈。以上三節(jié)，第一節(jié)是讓你帶上問(wèn)題，第二、三節(jié)就是比特幣和區(qū)塊鏈知識(shí)的主干，如果你消化完畢，可以繼續(xù)閱讀下一節(jié)，了解一些枝杈。
關(guān)于比特幣的知識(shí)點(diǎn)
如何保證比特幣的產(chǎn)出速度大致恒定？
比特幣的產(chǎn)出速度本質(zhì)上就是尋找奧數(shù)的速度，現(xiàn)在的奧數(shù)是要求前72位全部為零，如果把72改為73，那么尋找奧數(shù)的難度就立即翻一倍，同理，如果從72減為71，則難度減半。因此，系統(tǒng)只需要根據(jù)全網(wǎng)的平均算力來(lái)調(diào)節(jié)奧數(shù)的規(guī)則就可以很簡(jiǎn)單地做到。現(xiàn)在的規(guī)則是平均每產(chǎn)生2016個(gè)新區(qū)塊后，根據(jù)產(chǎn)生這些新區(qū)塊的平均算力調(diào)節(jié)一次難度。我們也注意到，這種調(diào)節(jié)較為粗糙，只能翻倍或者減半。
為何比特幣總量上限是2100萬(wàn)枚？
這個(gè)總量上限是人為規(guī)定的。中本聰設(shè)計(jì)的規(guī)則是這樣：每增加21萬(wàn)個(gè)區(qū)塊后，幣獎(jiǎng)勵(lì)就減半，獎(jiǎng)勵(lì)的初始值是50比特幣，所以北京時(shí)間2009年1月4日中本聰自己創(chuàng)建的第一個(gè)創(chuàng)世區(qū)塊，就獎(jiǎng)勵(lì)給了自己50比特幣。按照平均10分鐘一個(gè)區(qū)塊的產(chǎn)出速度，大約是每隔四年會(huì)減半一次。
第一次減半發(fā)生在北京時(shí)間2012年11月29日7點(diǎn)24分，第21萬(wàn)個(gè)區(qū)塊誕生，比特幣獎(jiǎng)勵(lì)減少為25個(gè)。北京時(shí)間2016年7月10日凌晨0點(diǎn)46分，第42萬(wàn)個(gè)區(qū)塊誕生，這次相隔時(shí)間大約是三年零七個(gè)月，比特幣獎(jiǎng)勵(lì)再次減半，成為現(xiàn)在的12.5個(gè)。
知道了這個(gè)規(guī)則，我們就很容易根據(jù)當(dāng)前的區(qū)塊高度計(jì)算出已經(jīng)挖出的比特幣總量，截止到本文寫作時(shí)，比特幣的總量約1687萬(wàn)枚。按照這樣的半衰期，大約到2140年，比特幣的產(chǎn)量就趨于零，上限是2100萬(wàn)個(gè)，實(shí)際上不可能達(dá)到2100萬(wàn)。比特幣允許交易的最小單位是0.00000001(10^(-8))比特幣，這個(gè)最小值也被稱為“一聰”，這是由腳本語(yǔ)言支持的最小數(shù)字精度決定的，因此，比特幣的總量上限就是2100萬(wàn)億聰。
中本聰為什么要人為規(guī)定一個(gè)總量上限呢?因?yàn)樗睦硐胧莿?chuàng)造一種不能濫發(fā)的貨幣，從而在理論上徹底阻斷通貨惡性膨脹。至于這種理想能不能因?yàn)橐?guī)定了上限而實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題，我沒(méi)有能力多談，只知道在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，通貨膨脹和通貨緊縮同樣都是可怕的。
你可能馬上又想到一個(gè)問(wèn)題：如果不再獎(jiǎng)勵(lì)比特幣了，誰(shuí)還去挖礦呢?別忘了，還有交易手續(xù)費(fèi)的獎(jiǎng)勵(lì)，比特幣獎(jiǎng)勵(lì)雖然在不斷減少，但是交易手續(xù)費(fèi)的獎(jiǎng)勵(lì)是在不斷增加的，還是會(huì)有人愿意挖礦。并且，挖礦的難度也是可以動(dòng)態(tài)調(diào)整的，總是能調(diào)整到一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)。
區(qū)塊鏈技術(shù)的未來(lái)前景
比特幣的未來(lái)前景不是筆者想要討論的。我在前文中一再?gòu)?qiáng)調(diào)，比特幣只不過(guò)是區(qū)塊鏈“去中心化理念”的一個(gè)具體應(yīng)用，有些先天不足，只能說(shuō)是一個(gè)優(yōu)秀的應(yīng)用，還談不上是成功的應(yīng)用。最終能否成功，實(shí)在不好說(shuō)。
截至2018年2月27日，全球接受比特幣結(jié)賬的商家分布圖。一共是11888家，主要分布在北美和歐洲。
從宏觀上來(lái)看，目前主要還是投資品屬性，承認(rèn)貨幣屬性的國(guó)家僅有澳大利亞和瑞典。
但區(qū)塊鏈的未來(lái)無(wú)疑是光明的，這是下一場(chǎng)互聯(lián)網(wǎng)理念的革新。區(qū)塊鏈技術(shù)還可以應(yīng)用到日常生活的哪些場(chǎng)景呢?我們不妨?xí)诚胍幌拢缱詣?dòng)駕駛+區(qū)塊鏈，可以成為滴滴公司的夢(mèng)魘。
基于區(qū)塊鏈技術(shù)，開發(fā)出一種“智能合約”，這也是區(qū)塊鏈技術(shù)未來(lái)最大的應(yīng)用前景之一。所謂智能合約就是不需要中間商，就能保證合約可以被自動(dòng)完成，不怕違約。合約的支付方式是數(shù)字貨幣，合約生效的條件和執(zhí)行全部智能化。
比如我買一輛車，這輛車從工廠自動(dòng)開到我家，我用指紋或者刷臉開車，合約自動(dòng)執(zhí)行，數(shù)字貨幣支付給汽車廠，這才是真正的“沒(méi)有中間商掙差價(jià)”。有了自動(dòng)駕駛和智能合約，還需要滴滴打車嗎?不需要了，汽車和客戶完全可以通過(guò)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的軟件自動(dòng)匹配。
未來(lái)，區(qū)塊鏈技術(shù)很可能在人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域扮演舉足輕重的角色，以下是《環(huán)球科學(xué)》2018年2月號(hào)提到的應(yīng)用場(chǎng)景：
金融機(jī)構(gòu)：全球銀行和投資機(jī)構(gòu)正在研究、推動(dòng)區(qū)塊鏈項(xiàng)目。自從2012年成立以來(lái)，處理銀行間國(guó)際交易的區(qū)塊鏈系統(tǒng)瑞波(Ripple)一直發(fā)展良好。像Bloom這樣的初創(chuàng)公司打算將區(qū)塊鏈用于信用報(bào)告，希望杜絕類似艾可飛(Equifax，美國(guó)征信機(jī)構(gòu))那樣因遭遇黑客入侵而導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露的事件。
政府：美國(guó)特拉華州和伊利諾斯州用分布式賬本發(fā)放出生證明，而佛蒙特州的一項(xiàng)法律允許使用區(qū)塊鏈技術(shù)驗(yàn)證法律文件的真實(shí)性。迪拜將區(qū)塊鏈整合到多項(xiàng)行政服務(wù)中，如發(fā)放許可證。2016年，突尼斯開始通過(guò)區(qū)塊鏈發(fā)行一種叫作eDinar的電子法定貨幣。
科技創(chuàng)業(yè)者：以太坊網(wǎng)絡(luò)就像是一個(gè)為區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司設(shè)立的應(yīng)用商店，它的目的是支持新的應(yīng)用程序，不像比特幣僅僅是一種電子現(xiàn)金生態(tài)系統(tǒng)。現(xiàn)在，有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目和企業(yè)在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。其中有個(gè)著名的項(xiàng)目叫作 WePower，它致力于讓住戶能夠直接互相買賣可再生能源(比如屋頂式太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能)。
版權(quán)所有者與知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有者：英國(guó)音樂(lè)人伊莫珍·希普(Imogen Heap)創(chuàng)立了Mycelia科技孵化器，追蹤與創(chuàng)意作品有關(guān)的元數(shù)據(jù)，省去了iTunes這樣的中間商。
非營(yíng)利組織和援助組織：點(diǎn)滴捐贈(zèng)基金會(huì)(BitGive Foundation)正在用區(qū)塊鏈技術(shù)加強(qiáng)慈善捐贈(zèng)問(wèn)責(zé)。聯(lián)合國(guó)世界糧食計(jì)劃署正在用區(qū)塊鏈技術(shù)精簡(jiǎn)對(duì)約旦、敘利亞難民提供援助的追蹤和交付過(guò)程。
學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)：別想著紙質(zhì)文憑了，區(qū)塊證書(blockcert)項(xiàng)目希望提高各種學(xué)位證書和職業(yè)認(rèn)證的可信度和共享性。
資產(chǎn)管理公司：總部位于倫敦的區(qū)塊鏈公司常青賬本(Everledger)瞄準(zhǔn)鉆石行業(yè)，用區(qū)塊鏈記錄每顆鉆石的屬性和出處。名酒和藝術(shù)品也可以被追蹤。
新聞工作者：為打擊假新聞，Civil(去中心化新聞市場(chǎng))為新聞工作者提供了一個(gè)創(chuàng)造不含廣告、不可更改的新聞平臺(tái)，這些新聞不受外部利益(如俄羅斯、臉書)的影響，并且受到讀者的支持。
普通人群：對(duì)于向家里寄錢的移民打工者，使用比特幣匯款的費(fèi)用比使用西聯(lián)匯款要低。正是由于這個(gè)原因，現(xiàn)在韓國(guó)和菲律賓之間的國(guó)際匯款粗略估計(jì)有20%依賴于比特幣。
根據(jù)普華永道預(yù)測(cè)，到2020年，77%的全球金融服務(wù)業(yè)將采用區(qū)塊鏈作為生產(chǎn)系統(tǒng)或流程的一部分。
根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇2015年的一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告，預(yù)計(jì)到2025年，世界GDP的10%將會(huì)以基于區(qū)塊鏈的技術(shù)存儲(chǔ)。
結(jié)語(yǔ)
1973年，原本隸屬于美國(guó)軍方的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)阿帕網(wǎng)向世界開放，從此，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)誕生，今天，它是人類社會(huì)的血管。
1991年，第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)在歐洲核子研究中心誕生，這是互聯(lián)網(wǎng)生活的創(chuàng)世時(shí)刻，今天，已經(jīng)很難找到不受它影響的人和單位。
2008年11月1日，中本聰發(fā)表論文《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)，區(qū)塊鏈技術(shù)(理念)宣告誕生。2008年會(huì)不會(huì)成為人類歷史上與1973年和1991年同樣重要的年份，現(xiàn)在還無(wú)法下定論，但可能性非常大。
沒(méi)有人可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)，謹(jǐn)希望本文能為今天的戰(zhàn)略家、企業(yè)家、學(xué)子們提供一點(diǎn)小小的參考和啟發(fā)。
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