比特币与区块链的科普解析

作者: 孙鹏

发布日期: 2018-02-15

本文通过一个生动的比喻,详细解释了比特币、区块链和ICO的概念及其运作机制。文章从信任问题出发,逐步介绍了区块链如何通过去中心化和信息共享来解决信任问题,以及比特币如何在这一基础上运作。此外,文章还提到了新兴金融机制ICO的兴起和面临的挑战。

小时候,你是不是也把压岁钱存进“家长银行”,然后钱就莫名其妙地没了?从17年年底的疯涨到18年年初的暴跌,比特币不知带着多少人的心坐了趟过山车。市面上充斥着各种专家的各种意见。支持者坚定地相信比特币将会是未来的通用货币,而反对者也坚定地认为比特币只是一个泡沫,双方似乎从未达成任何共识。于是在价格这个古老却强大的杠杆驱使下,市场上出现了无数不明所以的投机者。这半年下来也可以说是有人欢喜有人愁。

但到底什么是比特币?什么又是区块链和ICO?在解释这些东西之前我们首先来说说人际关系中一个很重要却也很虚幻的一样东西:信任。在小编小的时候,每次拿到压岁钱的我都会被父亲叫去,让我把钱存到一个叫“爸爸银行”的地方,要什么就让“爸爸银行”买,再从“银行”里扣钱。可能是我太缺心眼儿,每次在年夜饭前把钱存进“银行”,一夜之后便能忘了“银行”里到底有多少钱,带着一种“我的天哪!我好有钱!

”的盲目乐观过完年三十。结果呢,正月十五还没到就被“银行”通知钱花完了。可我明明只是买了几袋糖、几盒鞭炮和几瓶饮料而已。于是,单纯的我又带着“我的天哪!一袋糖要花去好些毛爷爷!”的错误认知过完剩下的一整年。如此往复,直到上了小学,由于学校离家远,父亲总放10块钱在我书包里作“应急费”——那时我才知道,原来10块钱能买20袋干脆面,50根水冰棍,或者200袋无花果。

上中学后,上学的路上会路过一个卖金银玉器的小型批发市场。那里的坠子那是相~当~好看!只是标签上的价格让我从来不敢上前细问。印象中路过的时候常常能听到如下对话。大妈:“这坠子怎么卖?” 商家:“800,你真心想买就算你750。” 大妈:“200卖不卖?” 商家:“开什么玩笑,成本都不止这个价。” 大妈:“那算了。”商家:“哎哎,别走啊,再看看其他的?哎好吧,今天开个张,亏本卖给你了。

” 于是我又想:“我的天哪!小贩好惨,为了开张每次都要忍痛赔钱。” 直到多年之后我认识了一位淘宝店家,才知道商家们的“赔本价”,依然能让他们赚的盆满钵满。看到这里或许你会说小编只是极少数脑子转不过弯的人,不能代表大多数。那么问题来了,你们身边的人就都是可以相信的吗?或者更直白一点,他们在什么利益程度上是可以相信的呢?

自古就有画虎画皮难画骨这一说,我们也从小被教育说害人之心不可有,防人之心不可无,又有多少人不是“一个元宝不失德行,一坛元宝图财害命”的人呢?再后来我有了女友,常被问的一类问题也是“今后你要是跟我分手了怎么办”,对此我只能呈泰勒懵逼展开。因为除了让对方相信我,我又能证明什么,总不至于也去个什么广场上扮成至尊宝的样子扰民吧。

如何建立信任?说了这么多无非想说只要和人打交道就要付出一定的信任,而讽刺的是,有时我们最不信任的,恰恰是信任本身。举个简单的例子,借给别人10块钱或许不用打借条,但借给别人一个“小目标”呢?有没有什么办法能让人们在无需建立信任的基础上,相互交流相互合作呢?有。其实之前的这些例子里一切不信任的源泉都来自于信息的不对等。那如果有一个机制能让所有人共享信息呢?

试想一下,如果“爸爸银行”在收到钱之后都会在微信上把所有经手这笔钱的人(我、糖果店老板、鞭炮店老板和饮料店老板)拉一个群,每笔开销的明细都会发送到群里的所有人,一旦出现诸如“银行”说我花了几百块买一袋糖的事件,那么糖果店老板就能马上跳出来反驳,这样一来,还能发生我认为“花几百块买一袋糖”很正常的事情吗?

再试想如果从生产到物流再分销,整个产业链每一个步骤的成本都能公开给所有买家,那商家还有以次充好的暴利机会吗?同样地,如果哪天我去广场把所有人都叫来并告诉他们——如果哪天我与女友分手,在场所有人,有一个算一个,每人都能从我这儿拿走一个“小目标”且可以强制执行,那么女友还会问这样的问题吗?当然不会,因为她知道就算我两个肾全卖了也卖不到一个小目标。

而上述的整个理念就是区块链的理念。总结说来就是让所有信息可追踪(“爸爸银行“拉群做账),让所有人信息对等(产业链所有步骤公开成本),且不让某一个人做能够改变全局的决定(卖肾都不敢分手)。用更简单的话说,就是去中心化,从信任一个个体转化成相互监督。什么是区块链?那区块链是什么呢?简单说来就是有一个个区块组成的链。那区块又是什么呢?是一个程序,记录一定数量的“交易”。

这个交易是广义的,可以是钱,也可以使合同条款等。拿“爸爸银行”来说,如果我今天想买袋糖,那么“爸爸银行”会把这个交易放到一个区块程序里,并标明是谁付的钱、谁收的钱、付了或收了多少钱,然后把这个记录微信给所有和这笔钱有关的人,其中包括我、糖果店老板、鞭炮店和饮料店老板。如果之后糖果店老板想喝饮料了,就去找饮料店老板买。

与此同时,“爸爸银行”把这个交易放到另一个新的区块程序里,做好同样的标注,然后微信给所有人,等群里一半以上的人都认可之后,这个区块就会加到上一个区块后面,区块中的交易才会生效。如此就形成了一个从这笔压岁钱本身到我,到糖果店老板再到饮料店老板的区块链,如下图所示:小编从爸爸手里取出20压岁钱,花了10块买糖,剩余10块。糖果店老板又用卖糖的10块之中的5块买饮料。

一系列的交易形成一个随时有据可查的链条,我们称之为区块链。如果有新的交易,只要使用到了这笔压岁钱,“爸爸银行”都要把该交易放到一个新的区块,做交易记录,微信发给所有人,等多数人都确定之后将新的区块加入之前的区块链中,成为可追踪的消费历史的一部分。这个“爸爸银行”所做的事情就是实现区块链这一整套流程的程序。

细心的读者可能已经发现,在整套流程中,只要保证新的区块能够正常加进之前的区块链,新的区块链能够复制到使用区块链的所有人的手上,银行已经没有作为个体存在的必要了。在区块链中,钱属于某个个体这个概念会慢慢被削弱。我们的意识会慢慢转变为所有钱都属于整个区块链,只是在需要消费时从一个人名下转到另一个人名下。我们对这个链子里所有钱的走向都有清楚的记录,随时有据可查。

于是我们从信任银行这个个体转移到了相互监督其他的人。而且在系统的运行下,所有事情都是强制执行。在整个链条透明的情况下做假账就变得非常困难了。在区块链的概念下你有两个做假账的办法,第一个是在已被加入区块链中的某一个区块上做手脚。比如我想在我所在的这个区块里做手脚,本来取了20,我说我只取了2块。这样的话在我以后的所有区块上就都需要做出相应的改变,不然账目就对不上,而做的假账就会被整个区块链系统拒绝。

假如整个区块之后的链条上有成千上万的区块,那为了那18块而更改之后的所有区块就得不偿失了。第二个办法是在新的区块在加入区块链之前做手脚。例如上图中的饮料店老板想在交易区块还没加入链条之前就谎称自己并没有收到糖果店老板的钱。我们之前说到,在整个区块加入区块链之前,这个区块会分发到链条中所有人,等超过一半的人都确认了,这个区块链才会被加到链条中,而这个区块中的交易才能生效。

当饮料店老板的区块发给爸爸、小编和糖果店老板的手上时,我们三方一看,就会想糖果店老板明明付给饮料店老板5块,而你饮料店老板却说没收到,那不是扯犊子嘛!因此饮料店老板的说法不会得到认同。当然饮料店老板可以收买这三方中的任意两方:糖果店老板自然不干(坑我钱还来收买我?搞笑吧你),但小编和爸爸就可能比较贪婪,收买我们需给我们一人100块。

这样饮料店老板就会想——为了5块钱要花200来收买别人,太不划算,还是作罢吧。试想这个例子中的链条只涉及四人,因此对于一个有成千上万的人的链条呢?收买大多数人永远是件不可行的事情。这就是区块链。其实并没有外面传的这么神乎其神。而且这个概念不只可以用在银行,同理可以用在政府投票管理、产业链管理等很多原本管理中心化且存在信任问题的地方。这个概念在1991年就被提出来,原意是为了解决文档同步的问题。

让文档每次更改都有迹可循,并使得在某一个已被承认的更改上做手脚变得困难。(程序员们应该很熟悉Git这个东西,它的想法就和区块链非常类似。)直到2009年,中本聪在区块链的概念上发明了比特币。比特币的出现那么,什么是比特币?比特币就是一个虚拟的、人们共同赋予的一个想象共同体。只要双方愿意就可以用它交换任何东西。

如果这么说还比较抽象,那就想想Q币、天涯论坛币、猫扑论坛币......它们和比特币本身是同一种东西。只是比特币被运行在了区块链的概念上,人们从互相信任个体转变到了相互监督。相互信任不容易,相互监督还不容易吗。而比特币出现的时间也很值得琢磨,正值2008年金融危机,银行信誉大跌之时。这时人们不再完全相信银行,所以比特币的概念一出来就得到了一部分人的疯狂追捧。

比特币在刚问世时,与其说是一个经济行为,不如说更像是一个宗教行为。这也是为什么这么多年来经济学家一直唱衰,而比特币却能屹立不倒的重要原因。比特币的运作机制和上面说到的爸爸、小编、糖果店和饮料店老板的故事非常相似。只不过就是把压岁钱这个东西,换成了一个大家共同承认的想象共同体——比特币。当然,在比特币问世前还有两个问题需要解决。

首先是我们提到的做假账的第一种办法——在区块链中的某一个区块上做手脚,然后更改之后所有的区块。这种做法在90年代初或许还不方便执行,但对于20年后的2009年已经不是一件困难的事了。由于计算机芯片速度的飞速增长,就算更改所有的区块链也不再是一件天方夜谭的事情,只要回报够大。于是中本聪加入了“工作量证明”这一个概念,简称挖矿,使获得新的区块变成一件很困难的事。

在之前“爸爸银行”的例子里,获得新的区块好像不费吹灰之力。然而在比特币系统中,获得新的区块被设计成了需耗费相当大的计算能力才能解出(但很容易验证)的SHA-256.1的哈希算法(解答这种哈希算数除了在比特币系统中获得新的区块之外没有任何意义)。

系统会自动根据挖矿人的多少调节难度,平均每十分钟生成一个新的区块,而获得这个区块的人(成功解答出系统哈希算数的人)可以把尚未生效的交易放入区块,复制给链条中所有人。在得到多数人确认之后,将该区块加入区块链,并将更新的区块链复制给链条中的所有人,交易生效(详见《比特币耗能隐患背后的数学》)。

回到之前图中的例子,在工作量证明的使用下,如果我这时候想在自己的区块中做手脚,首先要获得自己这个区块,以及之后所有和该区块链接的区块。即使小编用的计算机再逆天,每十分钟也只能获得一个区块。再加上做这种计算相当耗能,先不说要花多长时间,可能改变整个区块链得到的好处还不够支付所消耗的电费。那么问题又来了。如上述介绍的,获得新区块使交易生效是维持比特币系统必不可少的事情。

然而既然获得一个比特币要耗费这么大的计算力和电力,加上如果整个链条上有成千上万的人都在挖矿,争这每十分钟一个的新区块,大家还有什么动机用挖矿来维持这个系统呢?这时中本聪在系统中设计了两个对挖矿者奖励的机制。首先,成功挖到新区块的人可以获得来自系统的25个比特币的奖励(每四年减半,现在已经只有12.5个了)。其次,获得新的区块的人可以随意将任何尚未生效的交易纳入该区块。

于是为了能让自己的交易尽快生效,比特币交易双方都会给系统支付一些“手续费”,这些手续费最后是给将该交易纳入区块的人。于是获得新的区块的人就可以根据交易手续费的多少来决定将哪些交易放入新的区块中(所以你如果抠门到不愿意交手续费,那可能你的交易一辈子也无法生效)。这就是比特币和区块链的关系。比特币就是金融危机之后,人们不再相信银行而想象出来的另一种不需要以相互信任为基础进行交易的Q币。

而区块链就是运行比特币系统的整个底层技术。它不仅能运行比特币系统,还能运行其他任何原本管理中心化且信任存在问题的地方。新兴的金融机制——ICO众筹比特币出来之后,各种新的数字货币层出不穷。其中一个叫Vitalik Buterin的俄罗斯小伙在比特币系统中区块内容设计机制上稍作改变,做出了一套新的区块链系统,并用其运行一个新的币种——以太坊。

新的系统不仅能运行数字货币,同时方便并加强了合约的强制执行能力。于是一个新兴的金融机制应运而生——ICO众筹。解释ICO之前我们先简单介绍一下IPO(首次公开募股)。简单来说,就是初创公司需要资金,将自己的想法发布后拉众筹,并以自己公司的股份作为回报。ICO众筹的想法也是一个意思。

初创公司用以太坊身后的区块链系统设计出属于自己的数字货币(比如爸爸币,小编币,糖果店老板币等等),再通过让大众购买自己公司的数字货币来融资。币价的增长和公司发展挂钩。然而,作为一个新兴的金融机制,ICO的监管力度大大不如IPO,于是滋生了很多传销行为,仅仅通过发行数字货币和炒作来骗取其它大众的钱。所以ICO从一个投资机制渐渐演变成了投机机制,如今也受到了很多政府的限制。

至于未来会不会逐渐规范化,这是后话。

这就是从区块链到比特币再到ICO发展的整个过程。花了这么大的篇幅无非是想让大家对这个被炒得昏天黑地的概念有一个理性的认识。现在网上铺天盖地新闻,有真实也有炒作的部分,我们在这里不做评价,毕竟这些都是很主观的看法了。

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