區塊鏈的誕生來源於比特幣

文 | 景辰

比特幣誕生於2008年美國次貸危機的期末。

美國次貸危機爆發的時候全球金融體系為之顫抖，為了避免雷曼兄弟的倒閉引發金融機構的連鎖反應，美聯儲果斷選擇了施行所謂的量化寬鬆政策，用人話說就是瘋狂加印鈔票，這一計劃一直實施到今天都沒有停止。

印鈔就是在變相稀釋所有人的財富，拿普通納稅人的錢去資助肥得流油的銀行，這深深刺痛了不少自由意志主義者，但是現有金融體系無孔不入，回到金本位的選項又看上去和現實顯得那麼脫節。如何來保障公民的財產權神聖不可侵犯？能不能有一種貨幣超越主權，不會被第三方機構控制，也不會存在超發、濫發的情況？

人類的精英們在這個問題上苦苦思索。

而這一問題終於有了答案，當時一位化名為中本聰的人在互聯網上一個討論信息加密的郵件組中發表了一篇名為《比特幣：一種點對點的電子現金系統》的論文，提出了一種完全通過點對點技術實現的電子現金系統，基於密碼學原理而不基於信用，使得任何達成一致的雙方，能夠直接進行支付，從而不需要第三方中介的參與，它使得在線支付能夠直接由一方發起並支付給另外一方，中間不需要通過任何的金融機構。

如何理解比特幣的機制呢？其實我們所知道的任何的網站或者系統背後都是有一個資料庫的。我們可以把資料庫想象成是一個賬本。那麼一般的中心化結構來說，如果是像微信後面的資料庫那麼就是由騰訊的團隊來維護，淘寶的數據那麼就是由阿里的團隊來維護。但是如果是區塊鏈的系統就完全不是這個樣子。

在區塊鏈的系統裡面每一個參與的節點都有機會去競爭記賬，就是改變資料庫。系統會在一段的時間內選出記賬最快最好的一個人，讓他在這段時間裡記賬。在記完賬以後就會把這一頁的賬本發給大家。

在系統裡面我們把這一頁做成一個block。在這個block裡面就記錄了整個賬本的數據在這段時間裡的改變。那麼然後把結果發給這個系統里的每一個節點。這樣的話整個系統的每個節點都有完全一樣的賬本。

那麼這個技術我們就稱為區塊鏈技術或者分散式賬本技術。那麼這麼做有什麼好處呢？通常大家第一反應，這樣會不會浪費帶寬，浪費存儲。的確是這樣，但是這樣的好處就是它能構建出極大的安全性。

首先，每一個節點的權利是一樣的，某些節點只負責記賬，其餘不負責記賬，任何節點被摧毀都不會影響整個系統的安全。每個節點的權利都是對等的。在這種環境下，即使某些節點被摧毀也不會影響整個系統運作。

其次來說每個系統的賬本的數據都是一模一樣的。也就意味著單個節點的篡改數據都是沒有任何意義的。因為如果系統發現兩個賬本對不上號，它就會認為大多數相同節點那個樣本才是真。那麼少部分對不上的節點為假。那麼它就會捨棄這部分被篡改過的賬本。那就意味著如果你要篡改整個資料庫的數據內容，那就是你必須控制整個系統中的大部分節點才有可能。

但是當那個我們的節點數量高達數萬個甚至是數十萬個，那麼可能性會變得很低，這些節點很可能分佈在世界上每個角落，原則上說除非你能控制世界上大多數電腦，否則你不大可能篡改這樣的賬本。

雖然當時已經有了數字簽名的存在，可以部分解決交易需要第三方金融機構的問題，但是依然存在雙重支付的問題，雙重支付就是指一筆錢重複花，用人話說就是要解決「一女不能二嫁」的問題，如果是紙幣的話好說，一手交錢一手交貨，但是數字貨幣就是一串數字，誰複製了誰就可以用，想要防止雙重支付問題的話，仍然需要第三方的支持才能實現，那麼這種系統也就失去了存在的價值。

而中本聰提出的解決方案，使現金系統在點對點的環境下運行，杜絕回滾支付交易的可能，這就可以保護特定的賣家免於欺詐，並能防止雙重支付問題。該網路通過隨機散列對全部交易加上時間戳，將它們合併入一個不斷延伸的基於隨機散列的工作量證明的鏈條作為交易記錄，除非重新完成全部的工作量證明，形成的交易記錄將不可更改，這一部分在後續的文章中還會詳細闡述。

中本聰選擇最長的鏈條作為被觀察到的事件序列的證明，而且最長鏈條還被看做是來自CPU計算能力最大的池。只要大多數的CPU計算能力都沒有打算合作起來對全網進行攻擊，那麼誠實的節點將會生成最長的、超過攻擊者的鏈條。這個系統本身需要的基礎設施非常少。信息盡最大努力在全網傳播即可，節點可以隨時離開和重新加入網路，並將最長的工作量證明鏈條作為在該節點離線期間發生的交易的證明。

比特幣從出身的第一天，就是超越主權、不會濫發的虛擬數字貨幣，完全免疫與來自目前金融體系的任何打擊；而它的設計初衷，是想顛覆整個世界對於貨幣的認知。中本聰曾經如此預測過他的比特幣孩子：我十分確信，20年內，要麼有很大的比特幣交易量，要麼一點也沒有。

中本聰提出比特幣解決方案的時候其實並沒有區塊鏈，在這篇論文中只是提到了「區塊」（Block）和「鏈」（Chain），後來才將這一技術統稱為「區塊鏈」（Block Chain）的。

比特幣主要有三部分的技術構成，一個是分散式演算法，一個是非對稱的一個公私鑰演算法，一個是共識演算法。那麼我們可以了解到這些三部分是構成比特幣的主要要素。但是必須知道這三部分東西並不是中本聰本人發明的。這些東西都是在我們傳統的金融和IT領域都誕生了非常久的時間，所以說區塊鏈並不是什麼顛覆性的新技術，是基於密碼學的共享賬本、P2P動態組網、共識機制等十年以上的老技術的重新組合，雖未顛覆現有技術體系，但是區塊鏈技術引入了新的思想，併產生了深遠的影響，如英國和的國家央行也都在考慮在摒棄比特幣的挖礦級之後，通過借鑒數字貨幣的一些機制，在一定範圍內實現可跟蹤、可追溯的數字化的法定貨幣。

比特幣非常好地運行了七年時間，這段時間裡它沒有任何的中心化的機構來運營，也沒有通過任何中心化的機構進行管理。在這個情況下，它非常完美的自動運行了七年的時間。而且中間沒有出過任何的崩潰，或者說中間也沒有任何的壞賬或者是數據對不上的問題。那麼越來越多的人開始意識到，也許比特幣背後的技術更值得我們去關注，所以有人就把比特幣的技術抽象出來，稱為一種叫「區塊鏈」（Block Chain）技術。

其實，區塊鏈技術還要追溯到一個叫拜占庭將軍的故事。

相傳，古時候的拜占庭要打一場大戰役，但當時的軍隊被分成了一個個相對獨立的小軍團，每個軍團由一位將軍帶領。不幸的是，這些將軍中出現了叛徒，如何在不找出叛徒的情況下，讓忠誠的將軍達成一致作戰協議成了一個棘手的問題。

如果把以上問題抽象化，就是在缺少信任的中央節點和可信任通道的情況下，分佈在網路的各個節點應如何達成共識。

當時的數學家設計了一套演算法，讓將軍們在接到上一位將軍的信息后，加上自己的專屬簽名再轉給下一位將軍，這樣的信息模塊就形成了早期的區塊鏈。

好了，關於區塊鏈的出現就講到這裡，之前通過一篇小故事講了區塊鏈在交易發展演進中的地位，感興趣的讀者可以再複習一下，後面將會針對區塊鏈具體是如何防止雙花、區塊鏈的原理、交易確認時間等相關問題進行展開，如果您有什麼建議，可以通過留言來溝通交流。

往期閱讀：區塊鏈在交易發展演進中的地位