告诉你比特币是什么：伟大的信任链（《经济学人》译文）

前言

前一阵子，在阅读“经济学人”杂志的时候，看到一篇关于比特币的文章，叫做“The Great Chain of Being Sure About Things”，觉得很有意思，决定翻译出来供大家参考。（引用部分为自己翻译的译文，未经原版授权，仅为学习使用，若涉及侵权，联系即删）

伟大的信任链

当洪都拉斯警方在2009年卡特里娜飓风灾难期间驱逐她的时候，Izaguirre小姐已经在她低矮的房屋里住了三十年了。与她在首都特古西加尔帕的大多数邻居不同，她在这片土地上甚至还有一个官方头衔。但国家产权所的记录里显示，这块土地的所有者却是另一个人——此人说服一位法官签发了一份驱逐令。当相关法律问题终于被解决时，她的房子已经被摧毁了。

在世界各地，那些土地注册文件未被妥善保管，不当管理或者损毁的事情每天都在发生。缺乏保护的产权是不安全和不公正的源泉。这样一来，用房产，土地作为抵押物更加困难，也就妨碍了投资和就业的增长。

这些问题看起来离比特币很远。比特币基于一种很聪明的加密方法，这种方法在一群生活优裕，常常反政府，有时又罪大恶极的极客群体中有忠实的拥趸。但这种支撑着比特币的加密技术“数据块链”，有着远超货币的意义。它为那些互相不认识或信任彼此的人提供了一种对所有人的产权强制的记录。这是一种创造并保存真相的方式。

这也是为何意图清理洪都拉斯产权所的政治家曾要求一家美国初创公司Factom提供一种基于数据块链的土地注册机制的原型。希腊也对这个想法表示了同样的兴趣，该国也没有正常的土地注册制，那里仅仅有百分之七的国界被充分的测绘过。

在过去的地方

数据块链和其他类似的“分布式账簿”的应用范围从受挫的钻石大盗到现代化的股票交易市场：纳斯达克交易所将很快开始使用基于数据块链技术的系统来记录私有企业的交易。并不以其技术性飞跃而著称的英格兰银行，看起来电气化了一些：它在去年的一份研究笔记中作出推断，分布式账簿是一种“重大的革新”，在金融史上具有“深远的意义”。

政界却看得更远。当联盟派与左翼政党在今年的巴黎OuiShare Fest上集会讨论草根组织如何逐步削弱如Facebook之类的巨型数据存储者的力量时，数据块链技术出现在每一场演讲。自由主义者们梦想建立一个具有自我强制性的世界，在那个世界里越来越多国家法规被基于数据块链编程技术的私人合约所替代。

数据块链的概念起始于中本聪——那个聪明的、匿名的、迄今为止未被确认的比特币创造者。比特币是“一种纯粹的P2P版本的电子现金”，中本聪将这个概念写入了他2008年发表的论文里面。作为现金，比特币必须能够在交易时不被转至错误的账户中，也不能被同一个人二次消费。要满足中本聪先生的分布式系统的梦，若不依靠传统支付体系背后的银行等第三方信用机构，必须避免这些恶意行为。

这就是取代了第三方信用机构的数据块链。一个包含了单个交易周期里每个比特币的支付历史的数据库，数据块链为任何给定节点的“谁拥有什么”的所有权提供证明。分布式账簿在全球的上千台电脑——比特币的节点——上复制，且是公开可用的。尽管具有开放性，它仍然安全，值得信赖。这是由数学的精妙性和计算的强大能力所建构的合力机制——即当比特币在人与人之间流转时各个节点就如何更新数据块链达成一致的过程——所保证的。

让我们举个例子，Alice想为Bob提供的服务进行支付。他们都拥有比特币“钱包”——一种连入数据块链的软件，像是一个浏览器连入网络，不过它并不向系统认证用户。交易于起始Alice的钱包请求数据块链状态进行改变，以便显示Alice的钱包变空一些而Bob的钱包变鼓一些。

这个网络会通过一系列步骤来确认这个改变。当请求扩散至整个网络，不同的节点会通过检查账簿进行核实，是否Alice确实拥有那么多她想花掉的比特币。如果一切都很正常，叫做挖矿人的特殊节点会将Alice的请求和其他类似的可以信赖的交易捆绑在一起来为数据块链创建一个新的数据块。

接着是通过一种加密的“哈希”方式重复的提供数据，这种“哈希”方式将数据块转化为一个给定长度的字符串。就像很多加密方法一样，这种哈希加密法是单向的。我们很容易从原始数据得到哈希码；但不可能从哈希码反推到原始数据。不过虽然哈希码不包含数据，它对数据来说仍然是独一无二的。以任何方式变化数据块——比如替换交易中的一个字符——也会导致哈希码与原来不一致。

在阴影下奔跑

哈希码与其他一些数据一同被放入请求数据块的标头。这个标头就成为使用哈希加密功能的严格数学拼图的基础。这个拼图只能靠试验和试错来解决。整个网络的矿工们碾过亿兆个可能性来寻找答案，当一个矿工最终得出一个解，其他节点就迅速对它进行验证（这个过程是单向的，寻求问题的解是艰难的，验证答案是简单的），每个确认了这个解的节点都相应的去更新数据块，标头的哈希码则成为新数据块的认证字符串，而数据块也成为账单的一部分。Alice对Bob的支付以及数据块包含的其他所有交易就都被确认了。

这个拼图阶段引出了三件对比特币安全性非常重要的事情。其一是机会，你无法预测哪个矿工会完成拼图，同样，你也无法预知在任意的给定时刻谁会更新数据块链，除非他是迄今为止最勤劳的矿工，而不是什么投机分子。这使得作弊非常困难。

其二是交易历史。每一个新标头都包含着前一个数据块信息的哈希码，相应的，前一个数据块的标头也包含了再之前数据块信息的哈希码，然后循环往复直至最初始。正是这样一个连环把数据块组成链条。以账单里所有数据为起始，为最新的数据块复制一个标头是很细微的工作。在任何地方作出改变——甚至是最早的数据块的变化——那也会让数据块的标头出现不一致。这意味着下一个数据块和以后的所有数据块链都会如此。账簿将不再能与最新的数据块验证者相匹配，并将被拒绝。

有办法解决它吗？想像一下，Alice改变了主意，不想支付给Bob了，她试图重写交易历史，这样比特币还会留在她的钱包里。如果她是能力很强的矿工，她完成了一个拼图并产生了一个新的数据块链。但当她这样做的时候，网络上的其他人已经将原始的数据链加长了，节点只接受最长的那条链。这个规则阻止了以下情形发生：两个矿工几乎同时找到了答案，从而造成一个临时分歧。这阻止了作弊。为了让系统认可她的新版本账单，Alice需要比网络中其他人动作更快。只要无法控制网络上一半以上的电脑——用行话来说就是“51%攻击”——作弊就不可能。

梦想有时很吸引人

不考虑颠覆整个网络的困难，这里也有一个深层次问题：为何要成为其中一员？因为拼图解答步骤里的第三件事就是激励机制。打造一个新的数据块就创造了一个比特币。矿工中胜者可获取25比特币，现价约7500美元。

所有这些巧妙设计本身并不能使比特币成为有特殊吸引力的货币。它的价值在于不稳定和不可预测性。循环的总次数是有限的。但数据块链机制运行的非常好，按照一家追踪比特币交易的网站blockchain.info的统计，平均一天多达120000笔交易被加入数据块链，这表示有大约7500万美元进行了交易。现在有380000个数据块：账簿总共有45GB大小。

数据块链的大部分数据是关于比特币的，不过它们不是必须这么记录。中本聪建立了极客们所说的“开放式平台”——一个分布式系统，它的所有工作都是开源的，可供检查和修正。这些平台的典范就是互联网本身，其他例子包括安卓和Windows操作系统，基于数据块链的基本特征开发的应用可以不经允许或授权继续开发。“互联网最终将拥有一个开放式数据库。”Andreessen Horowitz公司的Chris Dixon说。该公司是一家风险投资企业，它投资了一些比特币初创公司，包括提供电子钱包的Coinbase，以及为大众生产挖矿机硬件的公司21。

到目前为止，基于数据块链技术的供应品分布在三个篮子里。第一个篮子里的应用利用了这个事实：任何形式的资产都能运用数据块链技术转换。在这个概念上下了赌注的初创公司是Colu。他们开发了一种机制来为小额比特币交易（也叫做“比特币灰尘”）“染色”，它通过加入额外的数据来代表债券、股票或贵金属。

第二个篮子是保护土地产权之类的所有权头衔：使用数据块链作为真相机器。比特币交易会被整合一小段额外信息，它会被嵌入整体账簿。它可以是对任何值得密切追踪事物的记录。Everledger使用数据块链来保护贵重品，比如，它会将一块石头的显著特征写入数据块链的数据中，万一石头被偷走，这份证明文件将会提供不可撼动的证据。Onename以一种意在消灭密码的方式存储个人信息。Coinspark像一个公证员一样运作。注意，尽管如此，对这些应用来说，不同于单纯的比特币交易，一定程度的信用还是必须的，你不得不相信这些中介机构会准确的存储你的信息。

第三个篮子包含了大多数雄心勃勃的应用：能在正确的情况下自动履行的“智能合约”，比特币可以被编写成只在某些条件下生效。这种能力可以延缓矿工挖到矿后获得报酬的过程，除非其他99个数据块加入——这为数据块链保持完美性提供了另一种激励。

Mike Hearn，比特币项目的顶尖开发者之一，发起了Lighthouse。该项目正是运用了这些原则所构建的分布式众筹服务。如果一个项目筹到了足够的钱，他将拿到所有的钱，如果目标达不到，他一分不得。Hearn先生认为他的方案既会比不使用比特币技术的竞争者便宜，又会更加独立，因为政府无法中止他们不喜欢的项目。

热情在蔓延

在USV公司的Albert Wenger的眼里，分布式账簿的出现开启了“可能性的全新象限”。USV是一家纽约风险投资企业，投资了诸如OpenBaaar（一家无中介，p2p的市场）这样的初创企业。不过针对数据块链的开放和激动人心，质疑者们宣称它的安全机制不可靠，其过程不可测。支撑比特币及一些利基型应用的技术设施无法支持百万级别的用户使用上千种不同的服务。

尽管中本聪的巧妙设计迄今为止被证实为固若金汤，学术研究者们还是验证了一套策略，可以允许一位卑鄙且资金充足的矿工在无需获得51%控制权的情况下即可破解数据块链。控制适当比例的网络资源相对过去而言貌似不是那么不可能。曾经是爱好者们的世界，比特币现在却被大型“池子”垄断。池子里有小矿工们分享他们的努力和荣誉，也有大型数据中心的操作者，他们很多位于中国境内，如内蒙古，因为那里的电力非常便宜。

另一个担心是对环境的影响。建立矿工的诚信没有他途，比特币系统架构强制他们去做大量艰苦的计算，这种不做工就无法得到奖励的“工作证明”，保证了所有相关人都利益共享，风险共担。不过其中仍然加入了大量无意义的计算。依据blockchain.info的统计，网络中的矿工每秒尝试着450千兆个解，而且每次运算都会消耗能量。

由于矿工保守着他们硬件细节的秘密，没人知道这个网络究竟消耗了多少能量。如果每个人都使用了最高效的硬件，每年的用电量可能会达到2太瓦时（两万亿瓦时）——比加利福尼亚州中央山谷国王镇的15万居民用电量多一点。以最悲观的态度来假设矿工们的效率，可以得到40太瓦时的用电量，这几乎是洛杉矶市1000万居民用电量的三分之二。当然这有点过于夸大了问题，然而，越多人使用比特币，浪费现象就越严重。

即使这样的肆意挥霍存在，比特币也是有限制的。因为中本聪决定把一个数据块限制为1Mb，或者说是1400个交易，它每秒只能处理7笔交易。相比之下，在美国，Visa每秒能处理1736笔交易。数据块可以造的更大，但更大的数据块会让网络内数据的复制传播时间更长，增加了出现分歧的风险。

早期的平台也有类似的问题，在1990年代，当网络浏览器发明出来，上百万人蜂拥上网时，权威人士预测互联网将会陷入一次大停顿：eppur si muove（然而地球还在转动）。相似的，比特币系统并未停顿。专业化的矿机非常高效，更低能耗的基础替代工作机制也已被提出。开发者们也在开发一种叫做“闪电”的插件，这种插件能处理数据块链外部大量的小额交易，更快的连接可以使更大额的交易像小额交易一样快速复制。

系统缺乏修补的问题还不那么严重。正是网络中的“比特币改进流程”让人很难去选择。这需要整个比特币社区同意才能做出改变，社区里的人可不是那种容易达成共识的人。想想由于数据块大小引发的内战吧。一方阵营担心迅速增长的数据块大小会导致对挖矿行业的进一步聚焦，并且使比特币变成更加传统保守的支付处理器。另一方阵营则辩称，如果不采取任何措施，系统最早将在明年崩溃，那时交易将花费数小时。

战争的间隙

Hearn和Gavin Andresen，另一位比特币关键人物，同是大数据块阵营的领导者。他们已经要求挖矿公司安装一款支持更大数据块的新版本比特币系统。某些安装了新系统的矿工，似乎遭到了网络攻击。在所有呼声中，有看起来像齐心协力表达对升级的需要，也有强调其危险性的声音，但原有系统已经为巨量的小额交易运转到极限了。于是，建立一个比特币数据块链的替代物就有了新的前进动力，其中一种被优化成为分布式账簿的存储而不是一种加密货币的运行。MultiChain，由初创公司Coin Science提供的“建立自己的数据块链”平台，告诉我们可以做什么。如同提供资金去建立一个比特币一般的公共数据块链，它还可以被用来建立仅为审查过的用户开放的私人数据链。如果所有用户开始被信任，挖矿和工作证明就会逐渐减少或者消灭，与账簿相关的货币就变成可供选择的额外配置。

第一个接受数据块链衍生品的行业可能是金融业，正是这个行业的失败激发了中本聪。最近几个月，有一股银行家的热情冲动把私有数据块链作为生成防伪账单的一种手段。极具讽刺意味的是，原因之一是这种诞生于反政府自由主义的技术会让银行更容易遵守“了解你的客户”的监管要求和反洗钱规则。不过还有更深切的诉求。

行业史学家们指出新生力量早在最优实践被发展出来之前很久就已经可用了。当电力发动机首次被研发出来时，它们就以更早之前那种又大又笨的蒸汽引擎一样的方式被部署。建筑师们花了几十年才发现，大批量分散的电力发动机可以重组它们构成的方式。英格兰银行在他们的数字化货币报告中也提到了在金融领域正在发生类似的事情。多亏了廉价的计算能力，金融企业已将他们的内部工作数字化了，然而他们没有相应的改变组织架构来适配这种变化。支付系统大部分仍然是中心化的：交易通过央行清算。当金融企业与彼此做生意时，内部账目同步的艰巨工作会花好几天，这会绑定资本，增加风险。

能在分秒间处理交易的分布式账簿系统要想解决这些问题来满足数字化银行更宏伟的承诺，恐怕还有很长的路要走。它们也可以为银行节省很多钱：按照桑坦德银行的说法，到2022年，这种类型的账簿系统每年可以为整个行业节约高达2000万美元的费用。系统的卖家还需要证明他们能够应对复杂的、“远高于比特币系统”的交易速率，不过大型银行已经开始推动这个新兴行业的标准了。UBS就是其中之一，他们提出创造一种标准“结算币”。R3 CEV，一家由UBS、高盛、JP摩根及其他22家银行联合投资的数据块链初创企业的第一笔订单，就是为私人账单系统开发一种标准化的架构。

银行的问题不是个例。所有企业和公共机构都遭受过这种折磨：数据库难以维护且常常不兼容、相互响应时交易成本高昂。这无疑正是最雄心勃勃的分布式账簿系统项目——以太坊Ethereum想要解决的问题。按照一个21岁的加拿大编程天才，Vitalik Buterin的构想，以太坊的分布式账簿系统可以处理比比特币更多的数据，随之而来的就是一种可让用户编写更复杂的智能合约的编程语言，诸如当物流送达时自动开具发票或当利润达到一定水平时股票分红自动分发到股东手中等等。Buterin希望，这样的聪明才智，可以让“分布式自动化组织”——本质上只是规则集合的虚拟企业——的信息，在基于以太坊的数据块链技术上运营。

能让这样的想法产生彻底的效果，应用领域之一就是“物联网”——这是一个由数以百万计的，曾经缄默无言的日常物品，比如冰箱，门档，草坪喷头等所构成的网络。近期来自IBM的一个标题为“设备民主”的报告提出，不可能对上百万设备进行集中追踪和控制，况且这样做也不明智，这样的尝试会使整个网络很脆弱，容易被黑客攻击，被政府监控。分布式记录器看起来是一个很好的替代品。

以太坊提供的可编程性不仅允许追踪和登记人们的财产。它还可以有新的玩法。像这样，一把嵌入以太坊数据块链的钥匙可以以任何基于确定规则的方式被销售或出租。这也使得新的出租、分享汽车的方案成为可能。进一步的，有些人开始讨论利用这种技术让自动驾驶汽车自动启动。这样的交通工具可以用出租所得来付油费、修理费和停车费，所有一切都遵循预先编写好的规则。

卢梭怎么说？

不出意外的，有人认为这样的方案过于野心勃勃。以太坊的首个“元”数据块仅在八月份被挖出，尽管有一个由初创企业构成的小生态圈围绕着它，Buterin还是在最近的一个博客发文中承认他们有点缺钱。不过哪种特殊的数据块链将会停止繁荣发展，这种细枝末节相对于对分布式账单引领初创公司和巨型孵化器去探索其潜力的广泛热情，远远没有那么重要。不管全社会怎么样无穷尽的嘲笑会计师们，也改变不了对账工作确实很重要这个事实。

现在的世界已经严重依赖于双边记账了。记录债务、信用的标准化系统对于任何要理解一家公司的财务状况的企图来说都是关键核心。就像德国社会学家Werner Sombart在20世纪初期所宣称的，现代资本主义是否确实需要这样的记账法来发展自身，还有讨论的余地。尽管这套系统始于文艺复兴时期的意大利商人之手，它在全世界的传播远远慢于资本主义在19世纪晚期得到的广泛传播，这里有个时间上的巧合。毫无疑问，这项技术具有基础重要性，不仅是因为它是一家企业做什么的记录，也是一种定义它可以成为什么的方式。

不再需要由企业或政府维护的记账本可能会促使企业和政府在他们应该做什么、以及没有他们我们能做什么的方面产生新的转变。关于非中心化的记录维护系统跟中心化的的记录维护系统一样可靠的认识，可能会带来巨大的变化。

这样的想法可能会让一些人翻白眼——数据块链还是一种仅存于利基市场的新奇事物，关于它们的传播、影响范围究竟有多大的质疑也不是没有理由的。它们也会引发反抗，有些比特币的批评者把它视作传播“加利福尼亚人意识形态”的一种尝试。所谓“加利福尼亚人意识形态”，是一种承诺通过技术引发的去中心化进程展开的救赎，它忽视并扰乱权力现实——并愉快的将巨大财富集中于一个精英手中。让大家信任一套编码程序而非民主政治、法律法规和会计准则的想法并不是一个吸引人的、放权于民的想法。

同时，一个拥有对故意操纵行为绝对免疫的记账法的世界将会有很多优点。被驱逐的Izaguirre小姐会更加富有，很多其他情况下的其他人也是一样。如果数据块链存在一个基本悖论，那就是：通过把过去和现在刻在加密石头上的方式，它们能让未来变得不一样。

全文译自《经济学人》杂志。