比特幣帶來的加密貨幣革命






比特幣帶來的加密貨幣革命

前言:

人類社會發展的進程大部份時間是小步漸進式的增長(有時候還會倒退幾步), 但偶爾出現的劃時代創新會大步地推進社會的變革, 開領新時代的到來. 中世紀印刷的出現就讓知識的獲取更容易, 為後來的工業革命打下知識基礎20世紀紙幣的流通就讓商品的交易更方便,從而促進了經濟的大發展21世紀互聯網的普及就讓信息的交流更快捷,把全球的通訊和交易推到了一個新的高度.

全球金融交易的過去和現狀

人類社會很長的一段時間內人與人之間的商店交換是以稀缺,可攜帶,便儲藏的金屬如金銀為貨幣單位. 這種貨幣的特徵是數量有限和全球流通,這也是其占據全球貿易幾千年的主要原因. 但其缺點是不適合長距離和大宗商品的交易.

隨著工業時代的發展和央行發行紙幣的流通,便捷的紙幣慢慢取代了笨重的金和銀成為金融交易的主角. 在交易中起中介作用的各種商業銀行大量地出現。央行建立的目地本只是為了防犯金融危機時對某些商業銀行的擠兌而成立的最後借款人,其紙幣的發行是有嚴格的要求. 過去一元紙幣的發行是必須有等量的黃金儲備為抵押的.

央行的特殊印鈔功能成為了各國政客們想控制的利器。到今天,全世界已經沒有幾個獨立的央行能夠在貨幣發行上有節度了.隨著商業銀行的兼並和集中, 央行為了維穩基本上已經不能也不會有規模的銀行倒閉. 不管有的銀行貸款是多麼低效和糟糕,央行都會不惜印鈔票來讓全社會來給他們買單;有的國家為了所謂的經濟指標達標更是肆無忌憚地印鈔票;還有的國家唯一能乾的事就是空印鈔票了. 錢不值錢的高通貨膨脹在不少國家裡是普遍現象.不少國家還在搞外匯管制,其貨幣不能自由地流通。這極大地限制了商品和服務的交換.

在交易成本和時間上,國際流通的信用卡或銀行間的電匯在一定程度上方便了交易. 但信用卡公司和銀行要從中收取不小的費用. 在全球範圍內不同的信用卡與銀行之間,不同的銀行與銀行之間的結算耗時耗錢. 互聯網時代也出現了各種新型付款中介如PayPal,支付寶,微信支付,等等。但他們實質上都是像Visa 信用卡一樣的中介機構,要與銀行帳號掛鉤。這樣集中性的中介有可能被駭客攻擊,系統出問題不能正常工作. 信用卡信息被盜的消息時不時地爆出來。前不久,美國最大的信用卡信息公司Equifax被黑客攻入導致一半的美國人受影響。這種數據集中管理的辦法本質上就不是安全的。不管你如何加強網路安全,內部人員或系統的一個小小疏忽就能讓外部黑客入侵。

除了安全隱患外,這些中介還或多或少都要收費。在使用範圍發面,他們各自為政只適合在某一定國家或地區,不可能在全世界內流通。最後他們很容易受極少數政客所掌控,在各種政治壓力下隨意關停和沒收用戶的帳號。

這種通過無數個國家主權和層層中介來進行全球金融結算的方式已經與時代的發展脫節了。在自由分散全球通的互聯網時代,人們需要一種不受任何單個實體控制,沒有高收費的中介體,全球流通,24×7, 可移動的, 方便安全,而且發行數量受控制的交貨幣

200810月美國央行大肆印錢拯救全球金融危機時,一個自稱中本聰(Satoshi Nankamot) 的計算機專家在網上發表了一篇文章提出了比特幣做為P2P交易的貨幣模式. 他還自編程序在2009年初產生了第一批比特幣。從此一場新的革命到來了。

比特幣的幾個技術特點

貨幣商品交換的中介本質上是個記帳的符號.比特幣體系就是任何人都可以通過軟體產生一個公開帳號和一個相關的私人密碼。當這個帳號開始與其他比特幣帳號交易時,它就進入了比特幣的全球帳目本。從帳號出錢必須要知道它的私人密碼號才能實施。任何人都不能破解這個私人密碼。當然你如果丟了這個密碼,也不會有人能幫你找回。因為這個帳號是存在分布在全球的帳目中,所以只要帶上這個帳號和密碼你就可以到天涯海角去跟任何人進行交易。現在一個比特幣四千多美金,大多數商品和服務都用不了一個幣。比特幣系統最小的交易單位是一億分之一個比特幣。這種數字貨幣聽起來很好,但如何做到是要克服很多技術上的難題的。我們接下來就看看中本聰是如何來解決的.

(1) 加密技術 (crypto)

加密的第一個概念就是哈希函數(hash function), 就是把任意長的輸入字符串變化成固定長的輸出字符串的一種函數. 比特幣用的是SHA256哈希函數, 把任何的輸入信息(可以短到一個字,也可以長到一部電影) 轉化為256位的二進制數位. 數學就是: H(A) = B. A可以是任何變量而B是256位的二進制數.這個函數有三個特點:

(I)A1和A2差一點點,H(A1) 和H(A)卻能天壤之別。

(II)單向不可逆: H(A) 總是B,但知道B推不出A是什麼.這一點很重要,在下面的公共鑰匙和私人鑰匙的驗證中起決定作用.

(III)不重復: A不一樣,那麼B就不一樣. 不可能有H(A1)= H(A2).

在比特幣體系種,幾乎所有的信息都要通過SHA256哈希函數轉化後再來儲存和核對.可見其重要性。

加密的第二個概念就是公共和私人鑰匙(public and private key). 公共鑰匙好像是銀行帳戶而私人鑰匙就像是帳戶的密碼. 私人鑰匙是一個巨大的隨機數,大到幾乎不可能產生二個一樣的私人鑰匙. 比特幣用一個橢圓曲線函數(elliptic curve function):y2= x3 + 7 的曲線點特定的加法(見下圖)再除以一個巨大的素數而得的餘數(mod P where P is a prime number) 來做為公共鑰匙. 這種算法也是單向不可逆: 私人鑰匙能產生唯一的公共鑰匙, 但反過來知道公共鑰匙你推不出私人鑰匙是什麼.

比特幣帶來的加密貨幣革命

Source: Google

加密的第三個概念就是數字簽名(digital signature). 在沒有第三方中介的監督下,雙方交易能正常進行的條件必須要有一個不能被偽造的簽名來保證合法性。傳統意義下的支票或紙上的簽名很容易被人偽造,不適合沒有中介的P2P交易。比特幣的解決辦法就是用以上的公共和私人鑰匙,哈希函數,和完美的數學公式來保證交易的真實性。具體流程是:每一筆交易的出錢方把交易的信息和自己的私密鑰匙(private key)一起用哈希函數處理,這就像簽下交易的自己名字。由於只有你才知道私密鑰匙號和哈希函數的不可逆性,你的這個簽名別人是偽造不出來的。你把這個處理過的信息加上與你私密鑰匙相配的公共鑰匙發給進帳方。對方利用你提供的公共鑰匙和交易信息,再通過哈希函數和一些數論的運算就能確定你的數字簽名中的私密鑰匙號對不對。不對的話,那麼交易就是被別人偽造的,不會被系統接受。這種通過數學辦法來產生的完美驗證就能保障交易的正常合法運行。

(2) 分散的公共帳本(Distributed public ledger)

過去困擾數字貨幣的最大難題是一元貨幣可以在P2P交易中被人用多次. 舉個例子,老王手裡有一塊數字錢,他用之與老李做買賣. 同時他也可以拿之與老劉做買賣. 由於沒有第三個中介的監督,這種不誠實的行為是很難查出來的。這樣讓不熟識的雙方就沒法交易了.

比特幣的解決辦法是按時間順序把所有的交易記錄都放在一個文件裡,稱之為公共帳本(public ledger). 由於所有帳號的所有交易都存在個公共帳本上,所以可以用計算機去查某個帳號有沒有足夠的錢來進行交易. 由於沒有一個單一的中介體來控制,這個公開帳本必須是分散考貝和存放在全世界不同的比特幣網路點上(Node).

一個點可以是一台計算機,也可能是幾十,幾百,甚至幾千台。在下圖和附表(1)大家可以看看全球一個時間點面比特幣網路點的分布,幾乎任何時候都有近萬個點(數不清的計算機)在工作而且是跨國家,政治和經濟體制。任何人都可以隨時加入和退出這個比特幣網路。

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這一個點(Node)可不是一台計算機呀。看看下圖一個「礦工」一個點的規模,那可是成百上千台機器在高速運轉呀。

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比特幣發展到現在,由於這樣的全球分散,已經不受任何政權和實體的控制了。沒有任何政府甚至聯合國都能下令去關閉比特幣的交易了。只要世界上有幾台機子就能把比特幣的公共帳本保留下來進行交易。

由於比特幣網路點如此發達分散,其交易就是全球性的24×7, 數小時內交易就能被核實而且不存在被中斷的問題

(3)區塊鏈技術Blockchain Technology

區塊鏈技術是當今最火的科技新詞。它的本質就是把公共帳本上所有的交易分到固定長度的不同區塊中然後按時間順序連起來,以最長的鏈為標準。

具體流程是:比特幣交易的信息在整個比特幣網路上發布,形成了一個待核定的交易候補名單。各個比特幣網點的礦工們把交易候補名單中的一些交易取出來,核實各項交易的正確性後,然後蓋上自己的「私章」,這就建了一個新的區塊。誰在規定的時間裡第一個完成新的區塊就向全比特幣網路發通知,這樣其他人就把最新的區塊加到當前最長的區塊鏈後面。也有可能二個礦工同時發現二個不一樣新的區塊,就像下圖的區塊B以後同時有區塊C和D. 這二個區塊都有暫時有效,接下來的工作就是在區塊D以後有人先發現了區塊E. 這樣一來,區塊鏈A->B->-D->E就是最長的鏈,也就是最新的區塊鏈了。那區塊C就成了孤兒區塊,就再不會有人接下去了。

如此類推,區塊鏈的發展完全是一個竟爭和大多數人一致的選擇。這裡沒有強權或哪個組織硬性規定往哪裡走,而是按多數人的選擇(最長鏈)和適者生存(誰最快)的原理來淘汰。

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由於比特幣網點的全球分布,沒有任何單一的組織和個人能夠擁有超過50%的計算量。這樣的話,就沒有人能夠去篡改區塊鏈上的數據。如果有的話,他還不如挖礦直接賺錢。這也是為什麼分散式的數據管理比集中式的數據保存要好。

(4) 新的貨幣如何產生

中本聰在設計中,規定了必須通過勞力來創造新的貨幣就像必須去挖金礦才能有流通新的金幣一樣。當然這個挖礦不再是山洞裡的體力勞力,而是大量的計算機運算。當新的區快被核實後,這個礦工就會得到一定數量比特幣的獎勵.現在的速度是每10分鐘產生一個新的區塊,其發現者得到25個比特幣。每過幾年,獎勵的比特幣數量減半。這樣算下來,不到2040年比特幣將被挖完。現在已經挖出了千六百萬個,最終的貨幣上限數是二千一百萬個.

在沒有一個中介管理數以萬計的礦工們各自挖礦的情況下,如何才能保證10分鐘左右才算出一個新區塊了?中本聰的辦法是在核實完交易合規的情況下,在蓋私章的同時,必須還要加一個隨機數。 把這些信息通過哈希函數轉換出來的固定長度的字符串前幾位數必須是0. 因為哈希函數單向不可逆,那個隨機數上就只能從1 到 N一個個地去試。根據整個礦工群體的計算量,多少個前位數為0的標準定期調整一下。

從新的比特幣產生,我們可以看出比特幣不是虛無縹緲產生的而確確實實是消耗電力和計算機運算出來的。這遠比那些沒有原則隨意印出來的鈔票實在。下圖大家看看2009津巴布韋央行印出來的100百萬億元的鈔票。 雖然是實實在在的一張紙,但這樣的貨幣有任何意義嗎?難道不是更虛無縹緲?

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我們看下圖再比較一下比特幣與世界第二大經濟體的貨幣發行量。

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人民幣是呈爆發性地往上翹的指數函數增長而比特幣的發行量是馬上就要趨於平行線狀態。比特幣10年和50年後的數量基本都可以知道。但5年10年後中國央行還要發行多少天量的人民幣,誰能知道?從這個角度看,誰更實在誰更有內在價值呢?

貨幣本來就是一個符號。你可以用一麻袋看得見的紙來代表,你也可以用看不見的一個數字來表示。虛不虛緲和實不實在不是以看不看得見為評判的標準,而是以其發行量可不可控為原則。

5發展的思路

比特幣的創始者中本聰在完成了比特幣的初期編程和發展後,於2010年中把系統的發展交給了其他人。不久他就從人間蒸發了,再也沒有音信了。現在的發展是一個公開的源碼項目,由一個松散的管理委員會來負責。其重大方向的發展由礦工們投票決定。任何決議的投票總有讚同和反對的二派。在當今大多數社會裡某種決議被選定後,少數人必須服從多數人的建議。你即使不同意也沒有選擇。

比特幣的發展完全不一樣。當某個決定出來後,同意的一方可以按決定走。而不同意的另一方就可以走另外一條路。你我互不干涉,各走各的,有的人說這就是比特幣的問題:沒有一個強有力的核心會造成以後的四分五裂。我卻認為這恰恰就是中本聰設計的高智慧。他就是不想要一個強核心,而是把民主徹底地返還給大眾。有分岐是自然的,到底哪條路能走的長是由實踐的交易和時間來決定的。這是一種民主發展的最佳模式。我們不需要一個中央權威的人為設計。 這就像以下的生命樹圖一樣,誰能適應和發展的好誰就能壯大和生存的好。這是一個自然的選擇。

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Source:wikipedia

比特幣催的加密貨幣

在比特幣的啟示下,成百上千的數字加密貨幣如雨後春筍般地湧現出來。有把比特幣從貨幣往更廣的社會智能契約推進的如以太幣(Ethereum),有在技術層面改進的Litecoin, 有在管理規劃結構上出新意的如Dash, 有的比特幣更隱蔽的如Monero,等等。理論上任何人都可以發行一種加密貨幣,但能不能生存和發展下來就要看它是不是能服務於某一些群體的需求。比特幣也在自身變化和進步,到底誰會成為未來的主流還很難說。不容置疑的是現在的千軍萬馬中一定會跑出幾個姣姣者。

數字加密貨幣現在的總市場值大約1400億美金。到底還能發展到多大?我們簡單看一下幾個經濟數字。全球GDP大概是70萬億美金,還有大約10萬億美金的黑市場。全球資產總額在280萬億美金以上,其中黃金資產大約6萬億美金。不管從哪個角度看,現在的問題不是數字加密貨幣未來的總市場值能不能達到1.4萬億美金甚至14萬億, 而是5年還是10年內達到?

現在比特幣價格在4400美金,市值大約700億美金。由於比特幣的交易和價格呈正相關性。當比特幣價格分別突破5千,1萬,5萬美金的心理關口後,加入的人和機構會越來越多,這樣又反過來刺激價格的上漲。

當然加密貨幣的發展不可能是一條直線,其價格的暴漲和暴跌也會成常態。比特幣短短幾年已經有好幾次大漲和大跌。不少政府還在打壓,大多數商家還不接受,和機構投資者還在場外。

比特幣帶來的社會變革

比特幣最先衝擊的是中介的金融機構如銀行和信用卡公司。他們分割式的收取高額中介費用的模式會成為歷史。接下來會衝擊央行的發鈔體系。那種幾個人商定的沒有經過廣大人民參與投票的亂印鈔票來維持低效率的貨幣體系會被人慢慢拋棄。隨著新的貨幣體系的建立,傳統的稅收和財政政策也必須改變。他們必須更民主,就像比特幣的發展一樣,必須要由人民來投票表決。

區塊鏈的技術已經開始衝擊傳統的中心商業模式。那些以極少數中心機構為模式的商品交易必然會接受分散和低成本的加密貨幣體系的挑戰。

比特幣的核心就是去中興化,讓本來就是分散和自由的個體,安全,及時,有效,低成本地交易。這個原則不光適合金融,經濟,也適合政治。政府和議會其實就是一個中介體來管理和協調廣大分散群眾的各種事宜。搞得好,這個中介體能盡量減少大家的交易成本;但歷史的發展顯示這個中介絕大多數時候是高收費和低效率,而且這個中介的很多決定是沒有通過討論和投票的。即使有很多時候也是一刀切,不同意的人沒有其他選擇。

比特幣以自由,分散,安全,和高效的面目出現,其未來發展的軌跡也是自然選擇,讓社會的發展來自己選擇優勝者。這種思路一定會衝擊我們社會生活的各個方面。舊的制度的改變往往是要帶血的革命來完成的。也許這一次,比特幣帶來的革命會是和平的方式。

結束語:

簡單地說比特幣為代表的加密貨幣體系是跨國家,跨地域,和跨政治體制的一種安全快捷的交易結帳方式。這個體系把自由分散的全世界人民從各個低效,低能,和高收費的中介手中解放出來。它不需要各國政府的背書,任何政府也取締不了它的存在和發展。它就是互聯網時代的「黃金」而且還有生命,能像生物進化樹一樣自由自然地延綿發展。

References

[1]

Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System2008, Satoshi Nakamoto

[2]

https://en.wikipedia.org/wiki/Bitcoin

[3]

https://en.bitcoin.it/wiki/Main_Page

[4]

https://coinmarketcap.com/

Appendix

(1)

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