区块链和比特币

区块链,成为这两年最火的互联网字眼,但估计大多数人都只是听着耳熟,并不真正了解。

与区块链一起出现最多的词是比特币,显然,它们之间肯定存在某种紧密的关系。

 本文是一篇介绍比特币和区块链知识的文章,将比特币和区块链知识像剥洋葱一样,一层一层地深入下去,让读者每剥下一层都有完整的知识收获。

 去中心化

区块链原本是一种基于互联网的信息编码、传输、加密、解密、验证技术,但在我看来,现在已经上升到了一种“去中心化”的理念,本质上是一种理念上的革新。而比特币就是这种理念的一个具体应用。

 

打个比方来说,区块链就相当于电子商务,你想想二十年前有几个人搞得懂什么是电子商务,它本质上也是一种理念,只不过这种理念必须要借助一定的技术手段来实现。而比特币就相当于淘宝网,是电子商务的一个具体应用。

 

所以,我们要理解什么是区块链,必须先理解什么是去中心化。我举两个例子来帮助你理解:

 

第一个例子是从网上下载电影。最早的时候,我们下载电影都是到一些知名的电影下载网站,这些网站会把电影文件存放在一台或者一组服务器上,大家都访问这台(组)服务器下载影片。这叫中心化。

 

在这个游戏规则中,电影网站的服务器就是中心,每一个下载电影的人只不过是这个中心拉出来的线而已。中心化的游戏中,玩家的地位是不平等的,网站主占据绝对强势地位,他想让你下载就下载,想给你限速就限速。

 

后来,一种去中心化的下载模式出现了,这就是BT下载,也叫P2P(peer to peer)下载。现在我们讲到P2P,一般是指那种个人借贷的网站,但最初的概念是从BT下载来的,P2P就是个人到个人,点到点。BT下载的原理与电影网站完全不同,影片并不是存在某个服务器上,而是大家互相从网络上的每一个人那里去下载这个影片的一小部分,最后拼成一个完整的文件。

 

在这个游戏中,所有玩家的地位是完全平等的,任何一个玩家都可以随时离场、随时加入,只要还有人在玩,整个游戏就能正常运行,没有人拥有特别的权力。这就叫去中心化。

 

第二个例子,就是我们每天都在使用的银行卡或者支付宝、微信这些人民币支付手段,现金我们先抛开不谈。我们用无现金的方式支付人民币买东西,就是一个中心化的游戏,它的中心有好多级,比如说,支付宝的服务器是第一级中心,支付宝资金的托管银行如工商银行、中信银行的服务器就是第二级中心,这些银行的再上一级中心就是央行——中国人民银行的服务器。

 

在这个游戏中,不同级别玩家的权力、地位是不平等的,最大的Boss当然是央行,它甚至能发行货币,它的权力可以大到分分钟就把我们的钱全部抢光,很简单,它只需要突然增发货币就可以了,物价突然上涨一百倍,我们的钱就等于被抢光了。那货币游戏能不能像下载电影一样去中心化呢?也是可以的,比特币系统就是这样一个去中心化的货币游戏系统,你可以把它看成是一个大型的货币实验。

 

比特币的游戏是这么玩的,就两条核心规则。第一,它的货币发行不是由某个机构说了算,而是公开一套算法,每算出一个符合要求的数字,就相当于挖到了若干个比特币。谁都可以去算,绝对公平,谁也作不了弊,因为算法本质上就是一个个数字去凑,凑出一个算一个。第二,比特币的交易信息不是记在某一台服务器上的,而是所有参与这个游戏的玩家电脑中一人一份,同步记录,这种交易记录在理论上几乎是无法篡改的。

 

这就是“去中心化账本”。

 

这样一来,所有游戏玩家的地位和权力就完全平等了,几乎没有任何一个玩家是特殊的。为什么要加上“几乎”两个字呢?因为,毕竟能够有能力挖比特币的那些矿主还是有点特殊的,但这种特殊性并不是太大,而且矿主也没有任何壁垒,只要你买得起好电脑,谁都可以当矿主。

 

不得不说,比特币的这个“去中心化”设计非常之妙。它的发明人,神秘的中本聪(Satoshi Nakamoto)确实是棵“大葱”。

 

理解了去中心化,就等于理解了区块链。一个真正的区块链项目,就是通过合理的游戏规则设计,辅以信息技术,来践行去中心化理念的项目。比特币系统就是去中心化理念和区块链技术的一个优秀示范项目。

 

不夸张地说,我觉得这是一场互联网的理念革命,是人类的又一次平等化革命。上一次革命是打破了人与人之间在身份地位上的不平等,这一次则是打破了游戏规则本身的不平等。正因为这样,区块链才能激发人们如此大的热情,这是一个听上去可以颠覆一切旧规则的新生事物。

 

然而,在我看来,比特币系统并不是一个成功的区块链应用,甚至先天不足。为什么这么说呢?因为,看前面介绍的两条比特币核心游戏规则就知道,它有以下这些天生的缺陷:

 

第一,比特币客户端软件需要巨大无比的存储空间,因为每一个节点都必须记录下从比特币系统诞生的第一天起所有的交易记录,截止到本文写作时(2018年2月13日),这个交易记录文件已经有147GB那么大了,而且只会增加不会减少。

 

第二,为防止有人作弊,比特币系统有一套很复杂的游戏规则来确保交易记录是真实的,这样就导致每一笔交易的确认时间一般需要一个小时甚至几天。想想吧,如果用比特币去街边买杯奶茶,会是什么情况。

 

第三,最多只有2100万枚比特币,而且,无论有多少人在挖矿,系统规则决定了平均每十分钟才能产出若干枚比特币(2018年是每十分钟12.5枚)。矛盾正如那句话:人民群众日益增长的比特币需求与比特币总量不足之间的矛盾。

 

比特币不能代表区块链,区块链也不是比特币。区块链在未来可以有哪些应用呢?

 

实际上,区块链解决的核心问题是信任问题。所有的金融机构,银行、保险、券商等等,让它们赖以生存的根本是信用,我们之所以会放心地买股票、买期货、买纸黄金,都是因为我们信任充当交易中介的机构,而这些交易中介,就是金融活动的中心,我们宁愿为此付出一定的手续费、交易费,金融机构也因此挣得盆满钵满。

 

但是,当区块链在人们的观念上和技术上都成熟后,这种中心化的金融机构是有可能被颠覆掉的,因为我们可以利用区块链的理念和技术来改写游戏规则,让所有的金融产品交易都不再需要一个中心,而全部以点对点的方式完成,并且从理论上能够保证信用问题。

 

到了那时,银行还需不需要我不知道,因为银行还涉及更复杂的国家利益问题,但是,一定会有很多商业金融机构受到区块链的冲击。


再比如,公证也是一个典型的中心化的贩卖信用的机构,区块链完全可以改写公证行业。关于区块链的应用,后文还会有详细阐述。


到此,我们对比特币和区块链建立起了总体概念,接下来简单了解一下比特币系统的区块链技术。



区块链技术


中本聪的论文真正在全世界掀起大风大浪,让他一战成名的是区块链技术。但请记住:比特币不是区块链,它只是区块链技术的一个具体应用。

 

到底什么是区块链?它怎样巧妙地解决了账本同步和信息不重复的问题呢?

中本聪的总体思路是这样的:比特币网络中的所有电脑都只认可唯一的一个账本,任何一台电脑在接入比特币网络时,首先要同步这个唯一的账本,任何一台电脑想要往这个账本上写入新的信息,必须完成一套繁琐的“手续”,这套手续复杂到几乎不太可能被同时完成两次,即便真的发生了巧合,被同时完成了两次甚至多次,也有一个规则可以判定哪条信息是合法的,哪条信息该被抛弃。

 

 

关于比特币的知识点

如何保证比特币的产出速度大致恒定?

 比特币的产出速度本质上就是寻找奥数的速度,现在的奥数是要求前72位全部为零,如果把72改为73,那么寻找奥数的难度就立即翻一倍,同理,如果从72减为71,则难度减半。因此,系统只需要根据全网的平均算力来调节奥数的规则就可以很简单地做到。现在的规则是平均每产生2016个新区块后,根据产生这些新区块的平均算力调节一次难度。我们也注意到,这种调节较为粗糙,只能翻倍或者减半。

 

为何比特币总量上限是2100万枚?

这个总量上限是人为规定的。中本聪设计的规则是这样:每增加21万个区块后,币奖励就减半,奖励的初始值是50比特币,所以北京时间2009年1月4日中本聪自己创建的第一个创世区块,就奖励给了自己50比特币。按照平均10分钟一个区块的产出速度,大约是每隔四年会减半一次。

 

第一次减半发生在北京时间2012年11月29日7点24分,第21万个区块诞生,比特币奖励减少为25个。北京时间2016年7月10日凌晨0点46分,第42万个区块诞生,这次相隔时间大约是三年零七个月,比特币奖励再次减半,成为现在的12.5个。

 

知道了这个规则,我们就很容易根据当前的区块高度计算出已经挖出的比特币总量,截止到本文写作时,比特币的总量约1687万枚。按照这样的半衰期,大约到2140年,比特币的产量就趋于零,上限是2100万个,实际上不可能达到2100万。比特币允许交易的最小单位是0.00000001(10^(-8))比特币,这个最小值也被称为“一聪”,这是由脚本语言支持的最小数字精度决定的,因此,比特币的总量上限就是2100万亿聪。

 

中本聪为什么要人为规定一个总量上限呢?因为他的理想是创造一种不能滥发的货币,从而在理论上彻底阻断通货恶性膨胀。至于这种理想能不能因为规定了上限而实现,是一个经济学问题,我没有能力多谈,只知道在经济学中,通货膨胀和通货紧缩同样都是可怕的。

 

你可能马上又想到一个问题:如果不再奖励比特币了,谁还去挖矿呢?别忘了,还有交易手续费的奖励,比特币奖励虽然在不断减少,但是交易手续费的奖励是在不断增加的,还是会有人愿意挖矿。并且,挖矿的难度也是可以动态调整的,总是能调整到一个相对平衡的状态。


区块链技术的未来前景


比特币的未来前景不是笔者想要讨论的。我在前文中一再强调,比特币只不过是区块链“去中心化理念”的一个具体应用,有些先天不足,只能说是一个优秀的应用,还谈不上是成功的应用。最终能否成功,实在不好说。



截至2018年2月27日,全球接受比特币结账的商家分布图。一共是11888家,主要分布在北美和欧洲。


从宏观上来看,目前主要还是投资品属性,承认货币属性的国家仅有澳大利亚和瑞典。

 

但区块链的未来无疑是光明的,这是下一场互联网理念的革新。区块链技术还可以应用到日常生活的哪些场景呢?我们不妨畅想一下,例如自动驾驶+区块链,可以成为滴滴公司的梦魇。

 

基于区块链技术,开发出一种“智能合约”,这也是区块链技术未来最大的应用前景之一。所谓智能合约就是不需要中间商,就能保证合约可以被自动完成,不怕违约。合约的支付方式是数字货币,合约生效的条件和执行全部智能化。

 

比如我买一辆车,这辆车从工厂自动开到我家,我用指纹或者刷脸开车,合约自动执行,数字货币支付给汽车厂,这才是真正的“没有中间商挣差价”。有了自动驾驶和智能合约,还需要滴滴打车吗?不需要了,汽车和客户完全可以通过基于区块链技术的软件自动匹配。


未来,区块链技术很可能在人类社会的各个领域扮演举足轻重的角色,以下是《环球科学》2018年2月号提到的应用场景:

 

金融机构:全球银行和投资机构正在研究、推动区块链项目。自从2012年成立以来,处理银行间国际交易的区块链系统瑞波(Ripple)一直发展良好。像Bloom这样的初创公司打算将区块链用于信用报告,希望杜绝类似艾可飞(Equifax,美国征信机构)那样因遭遇黑客入侵而导致数据泄露的事件。

 

政府:美国特拉华州和伊利诺斯州用分布式账本发放出生证明,而佛蒙特州的一项法律允许使用区块链技术验证法律文件的真实性。迪拜将区块链整合到多项行政服务中,如发放许可证。2016年,突尼斯开始通过区块链发行一种叫作eDinar的电子法定货币。

 

科技创业者:以太坊网络就像是一个为区块链初创公司设立的应用商店,它的目的是支持新的应用程序,不像比特币仅仅是一种电子现金生态系统。现在,有数百个项目和企业在这个网络上运行。其中有个著名的项目叫作 WePower,它致力于让住户能够直接互相买卖可再生能源(比如屋顶式太阳能电池板产生的电能)。

 

版权所有者与知识产权所有者:英国音乐人伊莫珍·希普(Imogen Heap)创立了Mycelia科技孵化器,追踪与创意作品有关的元数据,省去了iTunes这样的中间商。

 

非营利组织和援助组织:点滴捐赠基金会(BitGive Foundation)正在用区块链技术加强慈善捐赠问责。联合国世界粮食计划署正在用区块链技术精简对约旦、叙利亚难民提供援助的追踪和交付过程。

 

学术机构:别想着纸质文凭了,区块证书(blockcert)项目希望提高各种学位证书和职业认证的可信度和共享性。

 

资产管理公司:总部位于伦敦的区块链公司常青账本(Everledger)瞄准钻石行业,用区块链记录每颗钻石的属性和出处。名酒和艺术品也可以被追踪。

 

新闻工作者:为打击假新闻,Civil(去中心化新闻市场)为新闻工作者提供了一个创造不含广告、不可更改的新闻平台,这些新闻不受外部利益(如俄罗斯、脸书)的影响,并且受到读者的支持。

 

普通人群:对于向家里寄钱的移民打工者,使用比特币汇款的费用比使用西联汇款要低。正是由于这个原因,现在韩国和菲律宾之间的国际汇款粗略估计有20%依赖于比特币。

 

根据普华永道预测,到2020年,77%的全球金融服务业将采用区块链作为生产系统或流程的一部分。

 

根据世界经济论坛2015年的一项调查报告,预计到2025年,世界GDP的10%将会以基于区块链的技术存储。

 

 结语

 

1973年,原本隶属于美国军方的计算机网络阿帕网向世界开放,从此,国际互联网诞生,今天,它是人类社会的血管。

 

1991年,第一个网页在欧洲核子研究中心诞生,这是互联网生活的创世时刻,今天,已经很难找到不受它影响的人和单位。

 

2008年11月1日,中本聪发表论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System),区块链技术(理念)宣告诞生。2008年会不会成为人类历史上与1973年和1991年同样重要的年份,现在还无法下定论,但可能性非常大。

 

没有人可以准确地预测未来,谨希望本文能为今天的战略家、企业家、学子们提供一点小小的参考和启发。


文章来源:本文源自《读库1802》



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