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劉興亮 | 極簡區(qū)塊鏈發(fā)展史

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01

奧地利經(jīng)濟學家米塞斯在其著作中曾經(jīng)批判政府與央行過度增發(fā)貨幣,屬于變相的搶劫行為,由于在經(jīng)濟流通體系中不斷注入增量貨幣,但這些新增貨幣的去向往往是政府、國有企業(yè)或其它體制內(nèi)機構,導致被排除在外的民眾手中的貨幣自然貶值,購買力下降,這意味著體制外圍的人失去了一部分財富。

以此推論,他們認為貨幣發(fā)行權應該脫離政府而獨立依附于完全自由的市場體系,其增發(fā)的原則必須依據(jù)幾個因素,一是隨著經(jīng)濟增長而經(jīng)濟體總量擴大,以求得貨幣供給與商品和服務總量相匹配,維持貨幣的購買力相對穩(wěn)定;二是經(jīng)濟體對外出口盈余,需要付出一部分貨幣來平衡因外匯到來而失去的那部分本國貨幣。

此外,無論是加大國家投資推動發(fā)展,應對通貨緊縮和市場衰退,抑或是政府增發(fā)赤字貨幣,都屬于對多數(shù)民眾財富的劫掠行為。

每個國家都有一家政府控制的中央銀行,負責貨幣發(fā)行,只有美聯(lián)儲是獨立于政府的貨幣發(fā)行機構,這保證了以黃金為本位的美元的流通效用。



在古代中國,中國以銅錢和銀錠為硬通貨,由于銀礦的有限,就保證了銀子的價格不會貶值,能夠長期維持貨幣的購買力。雖然政府會發(fā)行鈔票,但人們?nèi)匀粫A藏銀子,將之視為核心通貨,比如國民黨發(fā)行法幣回收銀元和黃金就曾導致鈔票狂瀉式的貶值。

按照奧派經(jīng)濟學的觀點,最好的流通貨幣,莫過于類似黃金或白銀這樣的事物,他們在世界上存量有限,不可能無限供應,這就導致通過勞動和經(jīng)營活動獲得這類貨幣的人能保住自身的財富,而不是被一個什么銀行不斷發(fā)行貨幣而稀釋。

02

如果非要用最簡單的一句話概括區(qū)塊鏈貨幣的主要特征,中國的白銀或黃金就是區(qū)塊鏈節(jié)點上的那個通貨,其最主要的特征就是限量供應,就這么多在市場上流通。只要大家都認可它作為貨幣的流通性質(zhì),那么它就很難貶值,只會隨著經(jīng)濟總量的增長而增值。

但是區(qū)塊鏈作為一種分區(qū)中心化、分布式的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字計算體系,其結構和面目當然要復雜得多。

區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn),首先得益于互聯(lián)網(wǎng)的存在和普及。我們可以假設上述流通在世界上的白銀,每塊都被編號,編號被作為一個密碼存儲在硬盤里,然后我們使用魔法把這些白銀全部變消失,于是乎,這些編號就成為過去曾經(jīng)存在的實體白銀的替代物。

這些編號是固定的,如曾經(jīng)的白銀一樣就那么多,他們廣泛地分布且彼此聯(lián)系在一起,人們愿意認為這些虛擬號碼具有白銀的購買力。于是乎,一個分布式的賬本形成了。

比特幣的性質(zhì)基本就是如此。區(qū)塊鏈是伴隨著比特幣出現(xiàn)的,區(qū)塊鏈由中本聰在2008年創(chuàng)建,作為比特幣加密貨幣交易的公共分布式賬本,這種技術實現(xiàn)了第一個無需可信機構或中央服務器即可解決雙重支付問題的數(shù)字貨幣。



區(qū)塊鏈(Blockchain)一般被定義為分布式賬本技術(Distributed Ledger Technology,簡稱DLT)的一種特殊形式,它通過鏈式數(shù)據(jù)結構和密碼學方法保證數(shù)據(jù)的不可篡改性和可驗證性。

一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)由四個核心技術組件構成:用于數(shù)據(jù)保護和身份驗證的加密學、用于網(wǎng)絡參與者達成狀態(tài)一致性的共識機制、用于信息和交易的傳播的P2P網(wǎng)絡,經(jīng)過哈希值連接的記賬本(不可變的數(shù)據(jù)結構)。

如今比特幣已經(jīng)成為一種極其昂貴(雖然有起伏但總體上一直在漲價)的硬通貨。

現(xiàn)在我們談談區(qū)塊鏈技術的發(fā)展歷史。

03

早期,密碼學與共識機制的發(fā)展

1982年,美國數(shù)學家、計算機科學家萊斯利·蘭伯特(Leslie Lamport)與其同事提出「拜占庭將軍問題」。他們描述了在一個部分參與者可能不誠實或失效的分布式網(wǎng)絡中,如何達成全局一致性的數(shù)學挑戰(zhàn),就是說大家在集體合作中如何統(tǒng)一思想和認識,用一種算法防止作弊和彼此欺騙。

由此出現(xiàn)了所謂拜占庭容錯機制與分布式共識理論(BFT)算法,并在隨后的歲月中不斷得到完善。BFT解決了去中心化系統(tǒng)中的狀態(tài)安全復制問題,是所有共識機制設計的理論起點。

1991年,美國密碼學家和計算機科學家斯圖爾特·哈伯(Stuart Haber)和W.斯科特·斯托內(nèi)塔(W. Scott Stornetta)在其論文《如何為數(shù)字文檔加蓋時間戳》中提出區(qū)塊鏈結構的關鍵技術原型——數(shù)字時間戳的防篡改機制。

該方案的核心機制在于利用單向哈希函數(shù)(one-way hash function)對文件進行處理,將其描述為獲取文件的「指紋」。通過只對文件的哈希值進行時間戳,既保證了原始文檔內(nèi)容的完整隱私性,又確保了時間記錄的公開可驗證性。

他們構建了一個「區(qū)塊的鏈」(a chain of blocks)。在這種情形下,新的時間戳記錄哈希值必須依賴于前一個記錄的哈希值上,這就形成了不可逆的序列,確立了區(qū)塊鏈技術的不可變性和隱私保護兩大核心特征。更重要的是,它在哲學上的意義標志著從依賴中心化權威的信任模型,轉(zhuǎn)向依賴數(shù)學和計算摩擦的信任最小化模型。

盡管1991年的方案仍需要一個中心化的時間戳服務來發(fā)布數(shù)據(jù),但它極大地限制了該服務作惡的能力,為后來中本聰通過去中心化共識徹底去中心化奠定了結構基礎。

1997年,英國密碼學家亞當·巴克(Adam Back)提出可用于挖掘比特幣的Hashcash,首次將工作量證明(Proof-of-Work,簡稱PoW)機制應用于限制資源濫用(最初是為了限制垃圾郵件)的工作領域。Hashcash利用計算難度來增加發(fā)送垃圾郵件的成本,從而引入了「計算摩擦」。這一機制是中本聰PoW共識算法的直接技術前身,為區(qū)塊鏈1.0提供了去中心化、無須許可的記賬權競爭機制。

04

中期,比特幣的出現(xiàn)和去中心化貨幣

2008年,區(qū)塊鏈元年,署名中本聰(Satoshi Nakamoto)的人發(fā)布了《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》白皮書,前所未有地將1990年代出現(xiàn)的密碼學基礎進行了開創(chuàng)性的綜合。

其偉大的創(chuàng)新之處在于不僅綜合了鏈式時間戳結構、工作量證明(PoW)機制(Hashcash的改進)和P2P網(wǎng)絡,更重要的是通過引入經(jīng)濟激勵模型解決了數(shù)字貨幣面臨的長期難題——雙重支付(一個數(shù)字貨幣可以被同時用兩次以上的可能)問題。

通過要求網(wǎng)絡參與者投入巨大的計算資源(PoW)來爭奪記賬權,中本聰將鏈式結構的維護成本外部化,并將其轉(zhuǎn)化為持續(xù)的、全球性的競爭。礦工投入的成本和獲得的區(qū)塊獎勵形成了一個經(jīng)濟博弈體系。在這一機制下,惡意行為者試圖篡改歷史記錄的成本(重新計算并超越最長鏈所需的算力)將遠遠高于其潛在的收益。



這種最長鏈原則和經(jīng)濟激勵的結合,實現(xiàn)了在全球無須許可的環(huán)境下,歷史記錄的自動、持續(xù)延伸和不可篡改性,這是真正「無需信任」的公共基礎設施的關鍵飛躍。比特幣的經(jīng)濟模型設計是其長期穩(wěn)健性的基石,通過預設的減半機制,每四年將礦工的區(qū)塊獎勵減半,越挖越少直至最后無限接近零,使其總供應量嚴格限制在2100萬枚。

這種設計哲學,完美地將比特幣定位為「數(shù)字黃金」,通過稀缺性確保其作為長期價值存儲的地位,就如過去的白銀和黃金的流通功能。

05

后期至今:區(qū)塊鏈與可編程時代

2013年,一名參與比特幣社群的程序員Vitalik Buterin,向比特幣核心開發(fā)人員主張比特幣平臺應該要有個更完善的編程語言讓人開發(fā)程序,但未得到同意。這哥們因此決定開發(fā)新的平臺以太坊。

以太坊的核心貢獻是引入了智能合約(Smart Contracts)和以太坊虛擬機(EVM)。智能合約將區(qū)塊鏈的能力從簡單的價值轉(zhuǎn)移擴展到執(zhí)行復雜、預設的業(yè)務邏輯(「代碼即法律」)。EVM則作為一個去中心化的全球計算機運行環(huán)境,實現(xiàn)了圖靈完備性,允許開發(fā)者構建幾乎任何類型的應用邏輯,徹底突破了比特幣的腳本限制。



通過這種技術抽象,以太坊成功地將底層共識與上層應用邏輯分離,提供了一個通用的計算層,為后來各種幣的出現(xiàn)打開了通道。

以太坊采用賬戶模型(Account Model)來維護全局狀態(tài),與比特幣的模型不同,賬戶模型更利于表達復雜的合約狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。以太坊還引入了Gas機制——一種貨幣化工具,用于計量并限制每項計算操作消耗的資源,用戶必須為智能合約的執(zhí)行支付Gas費用,這不僅確保了網(wǎng)絡資源的有效利用,也為礦工或驗證者提供了補償,從而維持了網(wǎng)絡的安全性。

以太坊迅速爆發(fā),成為僅次于比特幣的第二大加密貨幣。

2019年之后,區(qū)塊鏈技術朝向可擴展性與效率瓶頸的突破方面。為了解決高能耗和低效率問題,許多新的公鏈和以太坊本身轉(zhuǎn)向了權益證明(Proof-of-Stake, PoS)。這一機制將安全性錨定于網(wǎng)絡參與者抵押的資產(chǎn)價值,而不是算力。其他共識變體,如委托權益證明(DPoS)和各種BFT變體,則在速度和去中心化程度之間進行權衡,廣泛應用于高性能公鏈和許可鏈中。

此外,分片技術與新的底層架構將網(wǎng)絡狀態(tài)和交易處理分割成更小的、可并行處理的單元,以提高整體吞吐量(例如以太坊長期路線圖中的分片思路)。而新型單片鏈則通過優(yōu)化數(shù)據(jù)結構、共識算法和要求更強大的驗證者硬件,來嘗試實現(xiàn)高吞吐量。

06

隨著這些技術的完善和成熟,以及去中心化經(jīng)濟思想的傳播,全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了無數(shù)的加密貨幣,以至于很多具有名望的人都定義一個什么貨幣去出售。

可知的比較被認可的流通在市場中的加密貨幣有比特幣(BTC):最早的加密貨幣,市值最大,被視為「數(shù)字黃金」,供應量有限;以太坊(ETH):一個智能合約平臺,支持開發(fā)去中心化應用(DApps);幣安幣(BNB):由加密貨幣交易所幣安推出的代幣;泰達幣(USDT):一種與美元掛鉤的穩(wěn)定幣;狗狗幣(DOGE):最初作為一種玩笑出現(xiàn)的加密貨幣;艾達幣(ADA):以研究和科學方法為基礎的區(qū)塊鏈平臺;索拉納(SOL):以其高交易速度和低交易費用而聞名;瑞波幣(XRP):專注于跨境支付和金融機構;萊特幣(LTC):是一種較早的比特幣分叉幣,具有更快的交易確認速度。

基于區(qū)塊鏈技術的加密貨幣正在顛覆傳統(tǒng)的貨幣流通體系,改變?nèi)藗兊慕?jīng)濟觀念,比特幣幾乎實現(xiàn)了奧地利經(jīng)濟學派對完全自由化競爭市場的貨幣理想,區(qū)塊鏈正在從一個技術創(chuàng)新演變?yōu)槿驍?shù)字主權和金融基礎設施重構的核心力量。

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DCCI互聯(lián)網(wǎng)研究院院長。
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