区块链圣经:比特币白皮书

前IBM资深区块链专家,埃哲森(Accenture)信息技术策略专家为您解读区块链前景&项目,@Information technology consultation of block chai

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从诞生那天起,比特币就注定是一个充满神奇色彩和颇多争议的事物。比特币里面包含了密码学、经济学、政治学、货币学、计算机技术等前沿的理论和技术。

比特币(Bitcoin,缩写BTC)是一种总量恒定2100万的数字货币,和互联网一样具有去中心化、全球化、匿名性等特性。向地球另一端转账比特币,就像发送电子邮件一样简单,低成本,无任何限制。比特币因此被用于跨境贸易、支付、汇款等领域。

我们来看看

中本聪的整合技术

2008年11月1日,中本聪在秘密讨论群“密码学邮件组”发了一个帖子:“我正在开发一种新的电子货币系统,采用完全点对点的形式,而且无须受信第三方的介入”。该帖的署名就是塞托西?中本聪(Satoshi Nakamoto)。

这样的电子货币系统是密码朋克们数十年来的梦想,有许多人进行过尝试,但都失败了。当时最积极的反应也只是持怀疑态度,因为密码组成员已经看过太多低水平的新手想出来的宏伟计划,他们的本能反应就是怀疑。当时有不少人表示,这样的系统是不可能实现的,连大卫乔姆这样的密码学天才都失败了,更何况一个无名小辈呢。

中本聪细致人微地冋答了所有疑问,最终在白皮书中提出了一个可行的方案。白皮书遵从学术习惯采用“我们”作为第一人称,行文也是标准的论文格式。

“本文提出了一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统。它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方,中间不需要通过任何的金融机构。”

2009年1月3日,中本聪发布了开源的第一版比特币客户端,从此比特币诞生了。与此同时,中本聪也第一次通过“挖矿”获取了50个比特币。

这里要说明的是,非对称加密、点对点技术、哈希现金这3项比特币关键技术都不是中本聪发明的,但是却是他发明了比特币。

区块链与比特币的关系

2008年10月,Nakamoto Satoshi发布比特币白皮书,2009年1月3号第一个区块产生。

中本聪在白皮书里面没有提到过区块链(blockchain),但是提到了两个概念block和chain。在随后的几年,大家都在比特币网络的基础上研究各种应用场景,并且开创性地衍生出各种个样的类比特币网络(UTXO)模式,当然也不乏很多毫无意义的纯炒作的山寨币。直到2013年底又一个大神Vitalik横空出生,创立了Ethereum项目,把原先的图灵不完备的比特币网络,通过EVM+Account模式变成了一种图灵完备的系统。

在此期间,具体时间未知,大家在社区里面对打造这种网络系统的技术作了一个总结,称之为区块链技术。

总的来说,比特币是区块链的一种,也是第一条区块链,也是目前世界上最强壮最安全的区块链,当然目前以太坊的节点超过了比特币。

个人观点,比特币可以被称为第一代区块链的代表,主要的应用方向是数字资产。

以太坊可以称之为第二代区块链的代表,主要的应用方向是智能合约和DApp。

不可逆发明

比特币是个不可逆发明。什么叫不可逆发明呢?就是它没有的时候也没什么,可它一旦出现,这个世界就无法回到没有它的状态。轮子、下水道、抽水马桶、齿轮、发动机、复印机、互联网、移动电话、传感器、社交软件等等等等,都是这种发明,没出现的时候,没有人会觉得这东西这世界少了什么,可它们一旦出现、一旦被发明,人们就开始用起来,一旦有些人开始用起来,这世界就不再可能缺这些东西,甚至人们会感觉没有它们就寸步难行(摘自李笑来《比特币世界生存指南(进阶)》)。

比特币的缺陷

比特币本身的设计上还存在一些缺陷。

1、比如,比特币并不是完全匿名的,而是伪匿名的,那基于匿名性的暗黑币等就打着自己匿名性比比特币更好的口号来宣扬自己,更有甚者最近研发的Zcash更是号称100%的匿名

2、区块容量和交易速度限制

中本聪设计比特币时,为区块设置了1MB的容量限制,使每一个区块只能容纳4096个交易;同时,工作量证明机制使得确认交易并将交易记录到区块链中需要约10分钟,当运算量达到极限时,运算时间就会放缓。

3、挖矿浪费巨大资源

2014年6月曾有工程师系统计算,在比特币全网计算能力为110,000,000 GH/S的情况下,整个网络的挖矿成本约为每年8亿美元,包括电力成本约7,071.2万美元和矿机投资约7.33亿美元[20]。

矿机投资方面,支持这样的算力大约需要36,670台KnCMiner海王星矿机,每台功率3,000GH,售价9,995美元,按照一年支出2次计算,结果约为7.33亿美元/年;电力成本方面,每日需要耗电80,666千瓦,按照每兆瓦100美元计算,结果约为7,071.2万美元/年。另外,这些矿机产生的二氧化碳为424,725吨/年。

由于挖矿工作只为搜索到随机数以获得有效哈希值,并不产生其它价值,比特币网络的算力资源和消耗的电力成本被诟病为资源浪费。

4、缺少图灵完备性

既然区块链可以保证比特币交易记录不被删改,理论上也可以保证任何代码一旦被写入,就不能删改。然而,比特币的脚本语言并不是图灵完备的,即不支持循环语句,意味着比特币只能作为数字货币,不能直接支持智能合约及更复杂的去中心化应用。

区块链技术平台以太坊的脚本语言(Ethereum Virtual Machine code)就是图灵完备的;用EVM代码来建立应用,理论上可以实现任何可以想象的计算,包括无限循环。以太坊实现了让任何人可以上传和执行任意的应用程序,并且程序的有效执行能得到保证。

虽然如此,我们依名凭着热情和笃信,学习哈希算法和非对称加密,阅读奥地利学派和货币理论,重拾让人抓狂的英语文献。当然,我们也都参与了比特币的实践——挖矿、交易、支付、传播、衍生市场等。比特币不仅是一种金融工具,更是一种生活方式和思想理念,真实地改变了我们的生活轨迹。

比特币白皮书中文版,原文作者:中本聪(Satoshi Nakamoto)

原文作者:中本聪(Satoshi Nakamoto)

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