中本聪和比特币
中本聪,一个可以被称之为天才的人物,其创造的比特币(货币系统)带来了区块链,而区块链技术可能带来互联网的二次革命,把互联网从“信息互联网”带向“价值互联网”。举个例子,如果说比特币是面条,那么区块链就是面粉,后面大家发现面粉除了能做面条还可以做馒头跟包子。
在比特币的创世时刻,它的三个组成部分都出现了,即加密数字货币(cryptocurrency)、分布式账本(distributed ledger)、去中心网络(decentralized network),如下图所示。
比特币常被称为一种“加密数字货币”,人们常很关注其中的“货币”二字。其实,比特币并不具备现在各国法定货币的特征,它只是一种数字形式的特殊商品。
比特币的出现是源于技术极客想解决的一个技术难题:“在数字世界中,如何创造一种具有现金特性的事物?” “比特币:一个点对点电子现金系统”这个标题体现出了中本聪想解决的难题:他想创造在数字世界中可用的电子现金,它可以点对点也就是个人对个人交易,交易中不需要任何中介参与。来对比看看。在物理世界中,一个人可以把现金纸币给另一个人,不需要经过诸如银行、支付机构、见证人等中介机构。但由于数字文件是可复制的,复制出来的电子文件是一模一样的,因而在数字世界中,我们不能简单地用一个数字文件作为代表价值的事物。同时,我们在支付机构中有多少钱,并没有像一张张钞票一样的数字文件可以代表,钱仅是中心化数据库中的记录。在数字世界中,当一个人要把现金转给另一个人时,必须要有中介机构的参与。比如,我们通过支付宝转账的过程是:支付宝在一个人的账户记录里减掉一定金额,在另一个人的账户记录中增加一定金额。在数字世界中,如何创建一个无须中介或者说去中心化的数字现金,一直是一个难题。由于数字文件可以完美复制,如果没有一个中心化数据库做记录,那如何避免一个人把一笔钱花两次?这就是所谓的双重支付或双花问题(double spending)。在比特币出现之前,我们熟悉的主要电子现金系统(如PayPal、支付宝等)都是依靠中心化数据库来避免双花问题,这些可信第三方中介不可或缺,见下图。
到了 2008 年,中本聪借鉴和综合前人的成果,特别是现在常被统称为密码朋克(cypherpunk)的群体的成果,改进之前各类中心化和去中心化的电子现金,加上自己的独特创新,创造了比特币这个点对点电子现金系统,在无须中介的情况下解决了双花问题。
特别地,比特币这个电子现金系统是同时去中介化和去中心化的:
- 个人与个人之间的电子现金无须可信第三方中介的介入,这是去中介化。
- 这个电子现金的货币发行也不需要一个中心化机构,而是由代码与社区共识完成,这是去中心化。
要注意的是,这个“电子现金”中的现金指的并非货币,它只是在解决难题的过程中被借用来在数字世界中代表价值的说法。这样说是为了便于理解,在现实中,最常见的代表价值的事物是现金。
从比特币系统发现区块链
在物理世界中,现金是一张张纸币,但其背后有着一整套与货币相关的金融体系:中央银行、银行、印钞厂、信用卡组织,以及后来出现的第三方网络支付机构等。
在数字世界中,想要创造一种去中介化、去中心化的“电子现金”,同样要设计一套完整的系统。这一系统要能解决以下一系列问题:
- 这种“现金”如何公平、公正地发行出来,不被任何中心化的机构或个人控制?
- 如何实现像在物理世界中一样,一个人可以直接把现金递给另一个人,无须任何中介的协助?(现在的网银、微信支付宝实际上是通过中介交易的)
- 这种电子现金如何“防伪”?在数字世界中,这个问题可转换为,一笔电子现金如何不被花费两次?
中本聪设计和开发了比特币系统,完美地解决了这些问题。说起比特币,人们常指的是比特币这种做价值表示的电子现金。其实,作为电子现金的比特币只是比特币系统的表层,比特币系统包括三层:
- 最上一层是比特币这种电子现金。这是整个系统的应用层。(个人理解为与经济学相关的价值体系,类似于某种货币形式)
- 中间一层的功能是发行比特币与处理用户间的比特币转移。这一层也叫比特币协议(bitcoin protocol),是整个系统的应用协议层。(与上层“货币”对接,跟上层的特性有关,主要就是货币发行和转移)
- 最底层是比特币的分布式账本和去中心网络。这一层也被称为比特币区块链(bitcoin blockchain),是整个系统的通用协议层。(简单来说,就是比较通用的一系列协议,可以用于各种去中心化的“价值互联网”)
比特币系统的三层命名(应用层、应用协议层、通用协议层)源自知名区块链研究者梅兰妮·斯万,她也提出了被广泛引述的一种阶段划分:区块链 1.0 是货币、区块链 2.0 是合约、区块链 3.0是应用。
比特币系统实现的去中心化的点对点电子现金,其发行与转账靠的是中间的比特币协议层。类比现实货币系统,这一层的角色相当于中央银行(发行货币)与银行(处理转账)等金融机构。
深入介绍“比特币协议”的这一层。比特币系统架构图又常被进一步细分为五层,它对应的是比特币协议和比特币区块链两个部分。在这个五层架构中,比特币协议层被细分为:应用层、激励层和共识层。
在设计比特币系统时,中本聪创造性地把计算机算力竞争和经济激励相结合(我认为,相较于去中心化,中本聪把真实世界的市场经济因素与计算机的特点相互映射,才是更具创造性的地方),形成了工作量证明(proof-of-work,POW)共识机制,让挖矿计算机节点在计算竞争中完成了货币发行和记账功能,也完成了区块链账本和去中心网络的运维。这就形成了一个完整的循环:矿机挖矿(算力竞争),完成去中心化记账(运转系统),获得比特币形式的经济激励(经济奖励)。
比特币的工作量证明共识机制是承上启下的一层,连接了上层应用与下层技术:在其上的层次为电子现金的发行、转账、防伪;在其下的层次,去中心网络的节点达成一致,更新分布式账本。
区块链的定义
第一种区块链的定义(比较通俗)
比特币:一种加密数字货币;区块链:一种基础技术。
区块链是一种源自于“比特币”的底层技术。换句话说,比特币是区块链技术的第一个大获成功的应用。
第二种区块链的定义
区块链是数字世界中进行“价值表示”和“价值转移”的技术。区块链 一面是表示价值的加密数字货币或通证,另一面是进行价值转移的分布式账本与去中心网络(即经济学与计算机网络的结合)。
分布式账本与去中心网络也常被称为“链”,它可被视为一个软件平台;而表示价值的通证常被称为“币”。
通证存储在链上,通过链上的代码(主要形式的智能合约)来管理,它是可编程的。
现在,很多人都有一种看法是,将基于区块链的价值表示物都称为通证,并把比特币等代币(coin)视为通证的一个特定种类。通常而言,提及加密数字货币、通证、代币时,我们指的都是基于区块链的、在数字世界中进行价值表示的事物。如果采用“通证”说法,区块链的最大范围包括的则是“账本+网络+协议+通证”(即一个完整系统)。