数字货币与区块链

Posted 2021-12-10 Yuh1n

一、比特币的产生

1. 2008年11月1日，中本聪发布了比特币白皮书，这个白皮书只是当时好多好多种数字货币方案中的 一种，并没有引起足够重视；

2. 2个月后，中本聪发布了自己开发的比特币客户端，通过挖矿生成了比特币区块链的第一个块，并由此获得50个比特币奖励；

3. 一年后，中本聪向另一个人的账户转账了10个比特币，实现了历史上第一次不依赖于信任中心的转账；

4. 又是一年多后，这一天被称为比特币披萨日，这个人Laszlo Hanyecz花了1万比特币买了披萨，标志这有人开始把比特币作为货币流通；

5. 既然比特币基本具备了货币流通的基本功能，那么它就会和其它法定货币之间产生汇率，于是很快出现了比特 币交易所；

6. 到2011年2月份时，1比特已经与1美元等价；

7. 2个月后，中本聪宣布离开，从此杳无音信；

8. 如今，1比特币已经相当于6w多美元，达到令人不可思议的程度

可以说比特币的产生就是因为中本聪，然而并没有人知道他的真实身份，他可能是个人，也甚至是一个组织，当然这只是我的猜测。中本聪是cypherpunk的一员，cypherpunk由一群密码学家自发成立，致力于用密码学、匿名邮件转发系统、数字签名、电子货币保障隐私，中本聪正是使用匿名邮件转发系统发布了有关比特币的帖子。

什么是不依赖于信任中心？举一个例子，大家都用过微信钱包和支付宝钱包，而使用的过程中很少有人怀疑它们的安全性，因为它们存在信任中心腾讯和阿里巴巴。由转账双方共同信任的中心机构就是信任中心。

二、为什么要研究货币数字化

1. 便捷

   数字货币可以让支付更加快捷，减少了不必要的动作成本

2. 去除对中心节点的依赖

   这正迎合了 cypherpunk组织的宗旨，致力于电子货币保障隐私，无中心节点，由使用数字货币的每个人来认同其安全性。

三、如何货币数字化

1. 朴素方案-钞票数字化

   最朴素的想法，当然是把钞票变成数字，谁拥有这个数字就代表谁拥有这张钞票。只要稍微考虑一下支付的场景，就知道这个想法行不通。比如我找你买一杯咖啡，我把代表钞票的一串数字发送给你，你把咖啡给我了；但是我把这串数字发给你了，并不代表我就不知道这个数字了，我还是拥有这个数字的副本的，之后我还可以把这串数字发给另一个人去买个一个面包。这就是双花问题，把一份钱花两遍。

   要解决双花问题，则可以从一个故事了解货币的本质。

2. 石币之岛

   雅浦岛上没有金属资源，石器在他们的文化中扮演着重要的角色，即使是石灰岩，也要在距离400英里的帕劳岛才能找到，雅浦岛部落里的探险家们开采这些石灰岩，打造成内部中空的环行石轮，然后用木筏运回雅浦岛作为货币使用，这些石轮小的直 径30多厘米，大的直径有三米多。为了便于运输，有时会往中间插一根粗壮的木柱。

   雅浦岛石币有个很有趣的特点，交易双方在决定使用了多大的石币付费后，如果那个石头太大了，不方便运输，那么卖家只要在买家的石头上做个标记就好了，这样就算是付费了，那个标记表明石头已经属于卖家了，然而石头还是躺在买家的屋里。

   不仅如此，在这个岛上有一户大财主，所有的人都承认他们是首富，但是奇怪的是，没有人见过首富家里的石币，连家里人也没有见过，这个巨大的石币大小只有祖辈才知道，因为这个石币沉睡在海底。许多年以前，这户人家的祖辈和其他人一起出海探险，碰到了这个庞然大物，把他制造成石币，然后用木筏带回家，但是归途遇到了强烈的暴风雨，为了逃命，探险队砍掉了拉石币的绳子，于是这块巨石沉入海底。回村之后，探险队成员都替他作证，这块巨石尺寸巨大并且质量上乘，虽然掉落大海，但大家都见证了石头的去处，不会影响他的价值，他的主人仍然可以用它购买东西。

   通过这个故事，我们可以得到这样两点启示。 第一， 货币数字化未必要对货币本身数字化，而应当是对交易数字化。你看岛上居民交易时未必真的要交换石头，只要交易记账生效即可； 第二， 交易记账只要得到大部分人认可并由部分人记录下来即可生效，而不需要依赖某个信任中心统一记账。

   由此可见，无中心货币数字化的切入点在于交易数字化和记账去中心化。那怎样对交易数字化呢？

3. 交易数字化

   所谓交易，就像我们平常所说的转账单或者支票。 比如支票上最重要的信息有

   1. 收款方账户

   2. 付款方账户

   3. 金额

   4. 签名

所以归结起来，交易数字化需要解决的问题包括账户数字化、金额数字化和签名数字化。 其中： 账户在中心化数字货币中由中心节点（银行）按照某种规则为用户编码，其作用是唯一标识，保证唯一性即可； 金额的作用是区别资金数量，用整数或有理数表示即可； 签名在中心化数字货币中常用口令、指纹、签字等方式实现，其作用是身份认证；

可是如果没有中心节点，该怎么保证账户的唯一性？又该怎样实现签名机制来进行身份认证？

     4.记账去中心化

在中心化数字货币中，可由中心节点（银行）检查交易是否合法，并承担记账的任务。那么在无中心节点的数 字货币中该由谁来记账？如果秉承人人平等自愿的原则，就可能出现两方面问题： ​ 无人记账。记账显然要耗费计算和存储资源，所以没有人会做损己利人的事； ​ 账本不可信。既然人人可以记账，那么人人就都可以故意记错账或者篡改被人记的账，这样的分布式账本当然 不可信。

所以在没有中心节点的情况下，该设计怎样的机制才能既有人记账，又让账本可信？

四、区块链

账户数字化（唯一性问题）、签名数字化（身份认证问题）和记账去中心化（分布式数据完整性问题），密码学是处理上述问题的强有力工具。

而想要解决上述数字货币问题，区块链则是关键技术。