凶猛的比特币

张程

比特币自2009年诞生至今，币值已经上涨了数万倍，今年6月7日更是突破2万元的大关。一串数字组成的电子货币为何有如此大的能量？

作为金融危机遗产的比特币在支持者的眼中代表着未来。2008年始于美国次贷危机的全球金融危机，让人们对于金融机构、货币发行者的信用产生了深深的质疑。金融机构肆意扩张信用、滥用担保引发了一场不可收拾的全球金融危机，各国央行为抵挡金融危机又纷纷采取量化宽松政策，导致了货币的超发和贬值。金融机构犯的错最后不得不由民众买单。这使得人们开始寻求一种去中心化的、更为可靠的新货币体系。

在此背景之下，2008年10月31日，即雷曼兄弟银行倒闭后的一个多月，一位自称“中本聪”的人在一封邮件中宣称发现了一种新的去中心化的货币体系，并在这个邮件上附上了《比特币：一种点对点的电子现金系统》的白皮书，大致介绍了其构想。翌年1月3日，在位于芬兰的一个小型服务器上，中本聪“挖”出了比特币的第一个區块——创世区块，宣告比特币的诞生。中本聪在创世区块中写下了当天泰晤士报头版的标题：“Chancellor on brink of second bailout for banks" （财政大臣站在第二次救助银行的边缘）。这句话不仅证明了比特币产生的时间，也嘲讽了旧的货币体系。

比特币是什么

比特币是一种建立在密码学基础上的电子现金支付系统，相比于以货币发行机构为中心的传统货币体系，比特币通过机制的巧妙设计，实现了去中心化。

传统的电子货币为了保证不发生“双重支付”等欺诈问题，在交易的过程中需要一个中心机构对货币进行检验。这种制度之下，货币的运行就依赖于中心机构。比特币通过引入“时间戳服务器”的机制，即在每次交易之后便在比特币后面加一个时间戳，并在全网进行广播，类似于一个“全网公开的账本”，从而防止了这种问题的出现。每次交易之后形成的时间戳会纳入区块中，这样就形成了链形的区块链。

同时为了防止这个账本被人随意篡改，在产生时间戳的同时比特币又引入了“工作量证明”机制，即一种易于证明，但是要求解却要进行大量工作的随机数。这样如果有人要篡改“账本”上的内容，不仅要完成该区块的工作量证明，还需要重新完成建立在该区块之后的所有区块的全部工作量。

工作量证明机制还解决了在集体投票表决时，谁是大多数的问题。如果决定大多数的方式是基于IP地址的，一IP地址一票，那么如果有人拥有分配大量IP地址的权力，则该机制就被破坏了。而工作量证明机制的本质则是一CPU一票。“大多数”的决定表达为最长的链，因为最长的链包含了最大的工作量。如果大多数的CPU为诚实的节点控制，那么诚实的链条将以最快的速度延长，并超越其他的竞争链条。如果想要对业已出现的区块进行修改，攻击者必须重新完成该区块的工作量外加该区块之后所有区块的工作量，并最终赶上和超越诚实节点的工作量。

比特币的发行

为了鼓励更多的CPU加入比特币系统，比特币规定每个区块的第一笔交易进行特殊化处理，该交易产生一枚由该区块创造者拥有的新的电子货币。这样就增加了节点支持该网络的激励，并在没有中央集权机构发行货币的情况下，提供了一种将电子货币分配到流通领域的一种方法。这种将一定数量新货币持续增添到货币系统中的方法，非常类似于耗费资源去挖掘金矿并将黄金注入到流通领域。此时，CPU的时间和电力消耗就是消耗的资源。因此产生新比特币的过程又被称为“挖矿”。

比特币网络中任何一个节点，如果想生成一个新的区块并写入区块链，必须解出比特币网络出的工作量证明的迷题。这道题关键的三个要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法，区块决定了这道题的输入数据，难度值决定了这道题所需要的计算量。

比特币系统中使用的工作量证明函是SHA256。每隔10分钟比特币中会产生一个新的区块，全网的算力可以根据区块中的数据作为输入值，使用工作量证明的计算方法，去计算出满足难度要求的目标值，谁最先计算出满足目标值要求的答案，谁就可以向全网广播，并拥有该区块产生的比特币。由于计算方法是反复尝试去找到满足要求的值，具有随机性，所以并不总是算力最强的节点获胜。

为了保证比特币系统的稳定，如果平均挖掘一个比特币的速度过快，系统就会加大计算的难度，实现一个动态的平衡。另外每个区块中包含的比特币也会随着时间推移递减，创世区块中有50个比特币，此后每4年减少一半，比特币将会越来越难挖。

激励系统也有助于鼓励节点保持诚实。如果有一个贪婪的攻击者能够调集比所有诚实节点加起来还要多的CPU计算力，那么他就面临一个选择：要么将其用于诚实工作产生新的电子货币，或者将其用于进行二次支付攻击。那么他就会发现，按照规则行事、诚实工作是更有利可图的。因为该等规则使得他能够拥有更多的电子货币，而不是破坏这个系统使得其自身财富的有效性受损。

通过这样一套工作量证明机制和鼓励机制，使得比特币网络得以建立，比特币得以流通。比特币网络中的节点可以随时离开和加入网络，新加入网络时只要重新下载此前的交易记录即可。

比特币交易

比特币的交易建立在公钥密码学的基础之上。常见的密码学要么公开密文，传递解密方法，要么公开解密方式，传递密文。公钥密码学系统的安全性既不依赖算法的保密，也不用直接传递密钥，公钥密码学的加密和解密可以使用不同的规则，只要这两种规则之间存在某种对应关系即可。比特币正是建立在这种密码学技术之上。

比特币拥有者拥有一个由随机数产生的“私钥”，这个私钥通过特定算法可以推算出一个“公钥”，这个“公钥”又可以产生一个类似银行“账户”的地址。但是公钥无法反推出私钥。

在交易的过程中，交易的出让方需要有其获得比特币的交易的“账单”地址，以及一个由私钥生成的“签名”。同时需要有交易对方公钥产生的“账户”地址，以及此次交易的数额。简单来说就是需要给出自己的账户中有钱的证明，并以签名的形式确认此次交易。当然也要告诉全网此次交易将多少钱转入对方的指定账户。endprint

在交易的过程中，私钥可以生成公钥，但是公钥无法反推出私钥，这就保证了比特币持有者的账号安全。尽管公钥不能反推出私钥，但是公钥可以验证由私钥产生的签名的真实性。当一个交易发出后，即向全网广播后，全网其他节点通过公布的公钥验证此前获得比特币交易的地址中是否有足够的比特币以供完成此次交易，同时验证签名的真实性。如果验证通过，则这笔交易被全网接受并记录在“账本”上。

所謂“新的交易要广播”，实际上不需要抵达全部的节点。只要交易信息能够抵达足够多的节点，那么它们将很快被整合进一个区块中。如果一个节点没有收到某特定区块，那么该节点将会发现自己缺失了某个区块，它可以提出自己下载该区块的请求。

比特币的价值

比特币的价值首先体现在交易中。传统机构主导下的交易对交易内容会有诸多限制，例如对地区的限制，金额的限制。比特币完全是点对点的直接交易，没有地理位置的限制，也没有交易金额大小的限制，且交易过程简便。

比特币在交易中体现的价值又是其自身价值的基础，即比特币的效用性使得它具有价值。这种效用性的价值与传统交易方式所产生的成本成正比，即当用传统方式进行交易时所产生的成本越高则比特币的价值越高。这些成本包括如跨国跨地区交易的汇率成本、手续费成本，以及其他限制带来的成本，它们都是比特币价值的支撑。

另外由于比特币自身的独特性也增加了其价值。去中心化的特点，以及2100万数量上限的限制，使得比特币在理论上不会出现由于货币超发所带来的货币贬值。比特币的匿名特性使得其难以被追溯，保护了用户的隐私，当然也为一些犯罪活动提供了隐秘性。

最后，比特币的价值还来自一种自我强化的预期，这种预期随着比特币影响力的加大、币值的上升会形成一种正向的强化。即影响越大、币值越涨，市场对其需求越旺盛，比特币也就越普及、币值越升。目前比特币高达数万元的币值很大程度上就是受预期的影响。这样的预期可以是正向的也可以是负向的。

为保护社会公众的财产权益，保障人民币的法定货币地位，防范洗钱风险，维护金融稳定，中国人民银行、工业和信息化部、中国银行业监督管理委员会、中国证券监督管理委员会、中国保险监督管理委员会于2013年12月联合印发了《中国人民银行 工业和信息化部 中国银行业监督管理委员会 中国证券监督管理委员会 中国保险监督管理委员会关于防范比特币风险的通知》明确了比特币的性质，认为比特币不是由货币当局发行，不具有法偿性与强制性等货币属性，并不是真正意义的货币。从性质上看，比特币是一种特定的虚拟商品，不具有与货币等同的法律地位，不能且不应作为货币在市场上流通使用。但是，比特币交易作为一种互联网上的商品买卖行为，普通民众在自担风险的前提下拥有参与的自由。endprint