比特币背后运作的原理

2020-07-19    收藏747
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比特币背后运作的原理
图片来源:unsplash

2008年起,使用化名电子邮件及部落格贴文,与世界沟通一个愿景,分享建立比特币制度所需要的源码元素。中本聪的最后公开通讯是在2010年年底,此后外界多次尝试猜测、辨识其真实身分,皆未成功。据信,这位比特币创造者,持有100万个BTCs(BTC为比特币的交易缩写字)。2016年9月时,这100万个比特币的市值超过6亿美元,相当于所有流通比特币的近7%

「比特币」因高度倚赖相同于密码学所使用的许多演算法及数学,因此又被称为一种「加密货币」,它结合密码学与数学,帮助解决辨识谁持有比特币,并在网路上用来付款的难题。持有及使用者在进行交易时,使用数位签章,把正确数量的比特币从买方移转给卖方。数位签章已经存在多年,运作得很好,任何人很容易取得及验证数位签章,它们很难伪造,而且数位签章是化名,人们可以在不揭露真实身分的情况下产生数位签章。中本聪提议,当比特币交易发生时,这些交易将被记录于一帐本上,详载花了多少比特币,以及买卖双方的数位签章所验证的化名身分。

比特币如何运作
因为比特币没有实体,纯粹只是一堆资讯罢了,如果比特币可以被免费、完整、即时地拷贝,那幺就会发生伪造猖獗的情形,在化名的掩护下,坏蛋可以一再使用相同的数位货币,直到被逮。这幺一来,商家将被欺骗,信任将蕩然无存,整个体系很快就会崩解。一本受到信赖、人人到处都可查阅的线上帐本,可以解决双重支付问题。商家(或任何人),可以验证潜在买方确实拥有他们表示拥有的比特币,而且这些比特币还没有在别处花掉。

但是,由谁负责创造、维持及确保这个帐本的诚正性呢?不可能是一家银行或信用卡公司,或是结合两者,因为中本聪提议的体系,完全不倚赖现有的金融机构,也不倚赖政府,比特币系统的运作必须完全独立于它们之外。事实上,这套系统必须用完全去中心化的方式运作,不倚赖任何核心组织或机构,而且不论参与者如何改变,都能继续生存、顺利运作下去。但是,这种彻底、永久的去中心化理念,却绝对需要一本永久、普遍受到信任的帐本,这两者要如何调和呢?方法是藉由巧妙地结合数学与程式,再加上一点良性的自利动机。

中本聪提议的线上制度运作如下:

1、每当买卖双方发生一笔交易时,就向整个体系广播这笔交易。

2、名为「节点」(nodes)的专业电脑定期蒐集所有交易,验证它们的有效性—查证交易中使用的比特币没有在别处花掉。一段期间中发生的一群良好交易,被称为一个「区块」(block)。

在那些节点对交易执行这种验证工作的同时,它们彼此间也相互竞争,试图为眼前这个区块找到一个简短的数字摘要,称为「杂凑值」(hash)。

3、第一个找到正确杂凑值的节点,就是竞赛中的胜出者。寻找杂凑值是一种试误的摸索过程,需要大量运算,因此被称为「工作量证明」(proof of work)。

4、第一个成功完成工作量证明的节点,将对整个体系发出广播,告知它刚完成的区块。
胜出的节点获得的奖酬是:可以获得一笔新发行、事先订定数量比特币。 这些比特币的发行,将记录于区块里。

5、其他节点核查这个区块,确证此区块内含的所有交易及其工作量证明的有效性。
它们有充分诱因去做这件事,因为若发现区块中含有不法交易或不正确的工作量证明,整个区块就会无效,它所奖酬的比特币仍可被争取。

6、一旦其他节点确证区块的确正确完成,便开始转为执行其他交易的验证工作,再启动整个创造区块的流程。

中本聪把这套体制,设计成大约每十分钟可以创造一个新区块,发行奖酬的比特币。他写道:「稳定增加新币发行量,类似于金矿採矿者使用资源去採矿,增加黄金的流通量。」这类比确立,全球各地运作节点的人及组织,被称为比特币「矿工」

许多人读了中本聪的文章后,相信他描述的那种系统,实际上可以建立且实用,数学及程式方面似乎可行,更令人激赏的是,诱因似乎也颇具效力。矿工可以自主进行活动,无须协调,完全出于私利动机,只为了获取比特币,完全没有利他动机或社群精神。在这种情况下,这套系统仍能达成目的,并且与时成长。

(本文摘自《机器,平台,群众》)
 

比特币背后运作的原理

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