假如斯诺登生活在2023年

2013年6月，一名29岁的男子自夏威夷飞至香港，拖着一个小黑行李箱，里面藏有4台电脑，正是这4台电脑让他数周后为全世界所知。这名男子正是爱德华·斯诺登，因曝光了美国“棱镜”秘密情报监视项目而名噪天下。但他后来曾一度陷入窘境：9日，冰岛驻华大使表示，冰岛无法为斯诺登提供庇护。10日，媒体报道称斯诺登“快要用光现金”，由于酒店的昂贵开销，他的信用卡很快就会透支。11日，他退房了，去向不明。15日，有香港立法会议员建议斯诺登主动离境，或者等待被引渡出境……

一个大胆的设想是，如果这一事件推迟10年，发生在比特币大行于世的2023年，又将是怎样一种情景？斯诺登是一位计算机高手，精通密码学和编程，是一个理想的比特币极客。在媒体细致入微的全方位报道下，我们对斯诺登的逃亡细节有了大致了解。现在，只需对这些细节做一些智力推演。令人惊讶的是，我们得到了完全不同的情景，让我们开始吧！

2023年1月，斯诺登通过比特信（Bitmessage）^[5] 与伦敦、莫斯科方面的神秘联系人秘密接触，他们并不相信他握有具有价值的情报。斯诺登给他们发送了一个比特币交易ID（身份标识号码）。对方通过交易ID 很快破译出用SHA–256消息摘要编码的情报，情报透露了美国于2022年6月在伊朗发起的一桩军事行动，这个情报显然不是伪造的，因为交易ID的时间戳显示是2022年5月，比这次行动足足早了一个月。伦敦与莫斯科方面的态度有了180度转变，都表示将为斯诺登提供政治庇护。

斯诺登要求签订一个三方协议，由他创建一个比特币三方交易，发送到伦敦与莫斯科的比特币地址，该交易只有在伦敦与莫斯科都用私钥签名后才能生效，协议内容用比特币标准三方协议格式编码，该协议被比特币全网广播后的结果是，若斯诺登前往英国或俄罗斯并提供有价值的情报，那么他将得到两国的政治庇护。由于英、俄两国情报机构的官方公钥是公开信息，任何人都可以核实这两个公钥分别属于伦敦与莫斯科。在协议的约束下，伦敦与莫斯科都不会贸然违约，因为一旦违约，斯诺登可以向社会公布这个三方协议，在全球拥有大量雇员的英、俄两国的情报机构的诚信将严重受损，这显然不符合两国的利益。

6月，他飞抵香港。此前与他接触过的《卫报》等媒体如约而至，斯诺登向其揭露了“棱镜”计划的细节，举世震惊。伦敦方面也大为震怒，因为斯诺登原本的承诺是只向伦敦提供情报而不是公之于众。伦敦方面拒绝为斯诺登提供资金。没了资金赞助，斯诺登并不惊慌。逃亡前他已经将资产换成了比特币。他还向几位陌生人贷了几百比特币，以房产和汽车作为抵押。房产和汽车都内置了所有权密钥，贷款后他仍拥有对所有权密钥的访问权，所以这并不妨碍他的女友继续使用他的住房与汽车。他还留下遗嘱，用SHA-256消息摘要编码进比特币区块链。遗嘱表示，他若有不测，其资产全部留给女友。

香港美丽华酒店的每日房价高达500美元，坚持了几个月后，斯诺登的比特币资金有点儿紧张了。更重要的是，他每个月都必须向债权人的比特币地址打钱，若逾期不还贷，其房产和汽车的所有权密钥将自动更换为债权人的。他想向莫斯科方面出售情报，但莫斯科不相信他手上还有什么未公布的情报。要证明自己确实还有秘密并不难，但要提交情报后确保对方如约给钱却很难。于是，斯诺登把情报转化成零知识证明的程序，然后给莫斯科方面提供加密的情报（Ex）、解密密码K的哈希（Hk）以及情报程序的运行结果（Y），对方可以通过 Ex、Hk、Y三个参数验证程序运行正确，但无法知道情报的具体内容。莫斯科方面验证程序后，决定购买情报。莫斯科用斯诺登的公钥（比特币地址）创建一个付款，斯诺登必须给莫斯科披露密码K以换取这笔付款，莫斯科需要用K来解密Ex并获得情报。交易确认后，斯诺登得到比特币，莫斯科则得到K，在此过程中，双方都没办法欺诈，彼此并不需要建立信任。

就这样，斯诺登在三方协议的保护下，安然无恙地生活在香港的某个酒店，没有被引渡的危险。他用匿名的比特币支付房租，因而也没人知道他究竟在哪里。中央情报局根据斯诺登的抵押贷款确定了一个属于斯诺登的比特币地址，但是很遗憾，这个地址没有办法追踪，因为斯诺登使用了一个叫零币的服务，把比特币在池子里混合后，就不知去处了。斯诺登手上有多达6G的绝密数据，他把其中最重要的那部分数据压缩加密，打包编码进了比特币区块链，硬盘早已销毁。密钥转化成了一个只对他有意义的句子，记在脑海里，没有人能偷去。比特币网络的强大算力可以保障这些数据永久保存且不可修改。靠分期分批向莫斯科和其他国家出售情报，他能一直惬意地生活下去。他还用比特币给远在美国的女友买了别墅、保时捷。

在这个想象的故事中，斯诺登分别用到了存在性证明、零知识有条件付款、零币、分布式合同、智能资产等比特币应用。很难想象，黄金、白银、信用货币等能实现如此多的智能经济行为。比特币还原的只是货币的本质，因为人们原本只需要不可复制、不可滥发且可零成本转移的信息而已。人们说，金银天生是货币，现在，中本聪给这句箴言添加了新的注脚：货币天生是信息。正因为它是信息，我们才可以轻易地用比特币实现无数经济行为与金融工具。太平洋雅浦岛的居民使用石币贸易时，他们并不需要把屋前屋后的石币真的搬到对方的家，而只需在石头上做个标记，并向全岛通报，这块石头现在属于对方了，这与比特币通过P2P网络广播交易信息并无二致。正如美国明尼阿波利斯联邦储备银行主席纳拉亚纳·科赫拉科塔在1997年说的：“货币不像普通人所理解的那样，是一个价值存储工具、一个交易单位或者记账单位，而是一个技术上的具有集体记忆功能的工具。”而现在，他所预言的那个具有集体记忆功能的工具出现了！

比特币的开放性

信息不对称催生了对冲基金、房地产经纪人、借贷担保、银行等各种中介，它们知道更多不为人知的信息，人们付费请他们做自己想做却无从下手的事情，它们从这种不对称中获得利润。而在比特币经济中，因其公开透明的账单保存机制与难以摧毁的去中心化架构，银行、房地产经纪人、投资代理等各种中介根本无用武之地。人们可以在最低信任度的情况下，通过比特币网络完成合同签订、遗嘱执行、数据或资产所有权证明、远程交易、P2P借贷等各种经济活动。而这一切都是建立在比特币网络开放式的应用编程接口之上。比特币提供了3个层次的开放性。

交易行为的开放性

比特币鼓励交易层级的创新。一个典型例子是M-of-N签名脚本，这种交易允许用N个密钥中的M个签名解锁。这样一来，企业在需要动用资金时可以采用两个或更多签名，例如一桩交易（资金输出）须经首席财务官、出纳员、审计员三者中的任意两者的密钥签名方能解锁，从而实现联名账户或受托人/执行人的资金管理。

此外，比特币通过协议的升级，可从目前的点对点交易转变为群对群的三方或多方交易，这对分布式合同具有重大意义。现实经济中经常需要大量用到三方或多方合同，而比特币不可更改的区块链既可保存交易总账，又可编码任意数据的SHA-256消息摘要，这意味着人们可以在最小信任度的前提下达成协议，而无须公证员、担保人、律师等第三方的介入。

交易总账的开放性

比特币网络允许节点之间相互通信、转发交易、验证新的交易区块和生成新的比特币。所有这些网络协议的交互，使得每个节点都可以构造出共享交易总账的一个完整的、一致的本地副本，即区块链。比特币交易总账的开放性使得每个人都可以提供涉及比特币交易信息的服务。例如，通过告诉你的税务会计师哪些比特币地址是属于你的，他们就能轻松地在总账中找到与之相关的所有交易，并计算出你的收益和损失，甚至为你的比特币交易活动创建最佳的税务策略。经济学家则可以轻易地摸清随时间推移的比特币交易次数变化情况、比特币的平均交易规模、任何一个时间节点上实际流通的比特币占全部比特币的百分比等。

这实际上相当于三方记账法，因为每一笔经济业务除了以相等的金额登记在两个（点对点交易）或两个以上（群对群交易）的账户中外，它还永久保存在以时间戳为刻度的区块链上。如果说1494年由圣方济各会修道士发明的复式记账法使企业监控资金流动、操作复杂的资金业务成为可能，并造就威尼斯银行业的繁荣，进而开启了资本主义的大门，那么，比特币三方记账法的诞生必将更加深远地影响全球经济，因其与计算机技术的无缝对接既大大降低了会计与审计成本，使得追踪财富流动更廉价高效，其账单不可修改的特性也杜绝了出现假账、错账的可能性。

一个典型的应用便是使用比特币募捐，公众可以通过观察比特币募捐地址上的资金去向来推断这些捐款的相关用途，再也不用担心捐款悄悄进入私人腰包。捐款者也不会再有被质疑诈捐的烦恼，因为他只需用私钥对募捐地址进行消息签名，即可轻易地证明某笔捐款确实来自自己。

钱包数据的开放性

通过比特币客户端的远程过程调用中间件协议（JSON- RPC）可将整个比特币经济公开。这种API（应用程序编程接口）提供的服务包括查询钱包余额（相当于查询比特币世界的银行账户余额）、创建交易、创建新钱包等。你可以通过代码查看你的余额或其他任何账户的余额。你可以在一个公平的环境里创建信息并交易。你可以独立运作一家银行、证券交易所、电汇服务或担保服务，而不需要任何人的许可和认证。正如互联网让每一个自媒体都有能力达到《纽约时报》的读者量，比特币则让每一个节点甚至是运行在你手机的节点，在能力上等同于富国银行或美国银行。

比特币未来协议扩展与应用

比特币既是一个潜力巨大的基础性平台，更是一项开放式P2P交易传输协议。其开放性和架构性甚至较STMP、HTTP、RSS以及BitTorrent等协议有过之而无不及，开发者、企业家们正在开发基于比特币协议的新技术、新应用，目的是使它更安全、更便利、更全能。

存在性证明

存在性证明是指把数据文档的SHA-256信息摘要嵌入比特币区块链来证明其存在性。其原理是通过两个编码过的且包含哈希的特殊地址创建一个有效的比特币转账，这个哈希被切成两个片段，每个片段包含这些地址之一。哈希片段用来替换椭圆曲线数字签名（比特币地址生成算法）公钥的哈希，这些特殊的转账之所以不能花费，正是因为这些地址是由文档的片段生成的，而不是由椭圆曲线数字签名算法的私钥生成的。

地址生成且交易确认后，该文件即被永久认证。只要交易被证实，则意味着该文件存在。如果文件在交易时不存在，它不可能在两个地址中嵌入其SHA-256消息摘要并创建转账（因为哈希函数具有抗第二原像性）。由于哈希函数的抗原像性，试图嵌入一些哈希散列，以与未来的文件哈希值相匹配也是不可能的。这就是为什么一旦文档所产生的转账被比特币区块确认，该文件的存在性就被证明了，而不需要一个值得信任的中央权力机构。

如果有人想在时间戳上手动确认文件的存在，他们应该遵循以下步骤：

1.计算SHA-256信息摘要；

2.找到比特币区块链上的转账记录，给文档的地址发送比特币；

3.反编译Base58编码的地址；

4.嵌入摘要，替换这两个地址的公钥哈希，由于摘要共有32个字节，而每个地址可容纳20个字节，剩下8个字节用零填满；

5.区块链上这两个地址间的转账可证明该文件在那个时间确实存在。

存在性证明的主要用途包括：在不透露实际数据的前提下展示数据所有权；证明某些数据在某一时刻的存在性；检查文件的完整性。

零知识有条件付款

在文艺复兴时期，意大利的两个数学家塔尔塔里雅、菲奥为争夺一元三次方程求根公式发现者的桂冠而闹得不可开交。他们都宣称自己发现了这个求根公式，但谁也不愿意把这个公式公布出来。于是，他们摆起了擂台：双方各出 30个一元三次方程给对方求解，谁能全部解出，就说明谁掌握了这个公式。比赛结果是塔尔塔里雅解出了菲奥的30个方程，而菲奥一个也解不出。于是，人们相信塔尔塔里雅是一元三次方程求根公式的真正发现者，虽然当时除了他本人外，谁也不知道这个公式究竟长什么样。这种既能充分证明自己是某项权益的合法拥有者，又不把有关信息泄露出去的方法就叫零知识证明，即提供给外界的“知识”为“零”。

零知识证明早在1986年就被A·菲亚特和A·沙米尔用数学方法给出了解决方案，并在同年申请了美国专利，但由于该理论可能被用于军事领域，专利局被军方密令禁止发表，理由是：“该申请发表后会有害于国家安全…… 所有美国人的研究未经许可而泄露将会被判刑罚款。”这一禁令闹了个大笑话，因为作者实际上是在美国申请专利的以色列人，研究也是在以色列的大学里完成的。此次乌龙事件也从侧面反映了零知识证明的重要性。

如果把零知识证明与比特币联系起来，你可以实现零知识有条件付款。设H（）是一个复杂的计算机程序，对于H（X）=Y，给定一些特定的Y，你想推导得出符合条件的X。H（）也可能是一个密码哈希算法，给定一个特定的哈希，让你破解哈希进而找到那个密码。又或者H（）是一个复杂的程序，Y的值取决于你找到一个漂亮的图形。

如果我碰巧知道问题的答案，即那些符合条件的X，并想把答案卖给你，但是我们相互之间并不信任，由于我们身边都没有朋友，所以也没有谁能充当调解员。我们是否可以在零信任度的情况下使用比特币交易呢？答案是肯定的。

数学上已经证明：你可以将任何计算机问题转化为零知识证明问题，因此，使用零知识证明的确可以证明自己知道一些X，使得H（X）=Y。但仅有零知识证明还不够，因为你付钱给我之后，我可以不告诉你答案，或者，我告诉你答案之后你又不付钱了。所以，我们需要引进加密交易。

我用随机密码K加密X，Ex = AES（X，K），然后，我构建程序：

Program（K，Ex，H（）） => [Ex，Hk，Y] {

Hk=SHA-256（K）;

Y=H（UNAES（Ex，K））;

return [Ex，Hk，Y];

}

这段程序使用随机密码（K）对解决方案进行加密，再输出加密的解决方案（Ex）、随机密码K的哈希（Hk）以及解决方案程序的运行结果（Y）。

我将这个程序转换成零知识证明，从比特币外部告诉你Ex、Hk、Y，然后你可以用这三个参数验证我的确能诚实地执行这个程序。

然后你需要我的公钥（比特币地址）和密码（K）来创建一个比特币付款，我必须向你披露密码K以换取这笔款项，你需要用K来解密Ex并获得解决方案。这样一来，我们任何一方都不能欺诈，所以这个过程中我们并不需要互相信任。

目前，这个方案尚未被广泛使用，因为并不是所有人都能弄明白在实践中怎么应用。

彩色币

通过跟踪一些特定比特币的来龙去脉，可以将它们与其他比特币区分开来，这些特定比特币就叫作彩色币。它们具有一些特殊属性，比如支持代理或聚集点^[6] ，从而具有与比特币面值无关的价值。彩色币可以用作替代货币、商品证书、智能财产以及其他金融工具，比如股票和债券等。

比特币的P2P支付结算系统已经安全建立，可以实现可靠的、近乎免费的转账，比特币网络（协议）本身是安全、稳定的，但比特币生态的服务提供商（比如汇率市场）却多次被黑客攻击，损害了比特币的声誉和交易价值。有没有一种办法可以利用安全可靠的比特币自身协议创建分布式的汇兑交易呢？

BitcoinX就是这样一个基于比特币的开放标准协议，用来规范互联网的价值交易。基于BitcoinX协议，你不但可以在分布式、安全的云平台上持有比特币，还可以持有黄金、欧元、美元和各种证券资产。这意味着人们可以使用金融工具自由交易，如果某个节点G持有黄金，另一个节点E持有欧元，它们可以以一种安全、透明、直接的方式相互兑换，而不需要第三方的介入。

BitcoinX的设计思想是将比特币网络（技术）与货币价值分割开来，并使用比特币网络技术明晰交易来路以避免重复消费。通过创世转账建立一个新货币（即彩色币），创世转账是指一定量的比特币转账，这些比特币金额将用来赋予所有这种新货币价值。这一定量比特币发送到的那个地址就是新货币的起源地址，它将控制新货币的初始分配。

彩色币客户端就是通过一种特殊的方法计算资金平衡的轻量级客户端。所有转账的最后一个地址就是客户端地址，我们抓取区块链，查看这些转账是否来自创世转账。如果是，我们用交易金额乘以初始分割率就可以得到用户余额。

初始分割：0.000 01BTC = 1 彩币（假设值）

彩色币客户端是分布式的，然后围绕特定的创世转账创建一个社区，这就创造了一个与比特币网络无关的独立的彩色币生态，这个小型经济生态的波动建立在对比特币的基础设施的利用之上。

由于彩色币也是普通比特币，所以它们也可以通过比特币网络从一个地址传送到另一个地址。因为我们有办法识别彩色币，所以它们相当于稀有货币，其价值取决于用户对这种稀有货币的需求，而与比特币价值无关。

彩色币怎样进行初始分配呢？在货币创世时，彩色币起源地址拥有该币的总体价值。在分配结束时，所有的货币价值将从起源地址转移到每个客户端。

在实际应用中，彩色币拥有者将不会知道货币总量有多少，拥有者也不必知道想参与他的经济的人有哪些。他可以建立一个邀请系统，每一个新的客户端都可以邀请其他客户端加入。实现这种技术还有很长的路要走，比如社交网络身份验证、社会图谱搜索、担保系统、短信验证、独特的IP地址（互联网协议地址）、物理识别等，这些方法可最大限度地减少初次分配中的欺诈。

零币

零币（Zerocoin）是一个比特币的建议扩展，它可实现真正意义上的匿名性。正如历史上纸币因可兑换黄金而建立了价值，零币也因可兑换比特币而建立起自己的价值。

比特币的交易记录是完全公开的，所有人都可以通过你的钱包地址在区块链中查询你的钱包现金流入与流出，并可向上追溯至这些比特币的终极起源，即区块生成后发送到的那个地址。这对个人隐私构成了极大威胁。

比特币协议为上述问题提供了两种解决方案：所有的比特币交易使用公共密钥，而无须个人身份证明，或比特币客户端可以生成无数个公共密钥，以帮助用户摆脱跟踪。然而，越来越多的研究表明，这些保护措施是不够的。如果通过一些社会工程学手段，使得某个比特币钱包的物理地址（如IP地址）暴露，再配以大数据分析，那么，资金的来龙去脉与关系网将无所遁形。在《大数据时代》一书中，作者用例子证明了大数据分析的威力：通过对美国在线2006年8月公布的2 000万匿名搜索查询记录的分析，《纽约书包》发现，数据库中的4417749号样本代表的是佐治亚州的一名妇女。

为此，约翰·霍普金斯大学的密码学研究小组在2013年5月的“IEEE（电气和电子工程师协会）安全和隐私大会”上提出了“零币模型”，主要提供一种洗币服务，用来混合比特币的交易历史。它创建一个与比特币区块链并行的匿名货币，以固定面额发行，任何用户都可以用比特币购买零币，这种交易是通过一种叫作“零币铸造”的特殊块链进行的。

一旦铸造交易被比特币节点接受，该用户就可把零币兑回比特币。他只需简单地把比特币接收地址（最好是新生成的）嵌入“花掉零币”的交易，然后发送到网络即可。如果交易被确认，比特币节点会将它视作一个正常的比特币转账。这意味着他的比特币接收地址将收到等额比特币（减去交易手续费）。

这个过程的关键在于，接收到的比特币与起初使用的比特币是毫无关联的。通过使用各种加密组件，包括数字签名和零知识证明，实现的效果是，不可能在数学上建立接收到的比特币与起初使用的比特币之间的联系。

合并挖矿

比特币区块链有几个替代用途，包括使用区块链作公证服务（比如，存在性证明把一个哈希分割成两个，并创建一个不可花费的输出），又比如小额支付和彩色币，也引发了对这些新协议加入比特币区块链的担心。

一个解决方案是创建其他区块链，如果该区块链是与比特币网络完全独立的，一个全新的哈希网络就诞生了。不过，若采用中本聪与比特币开发者迈克·赫恩最近讨论的“合并挖矿”（Merged Mining）的设想，则可允许区块链在同一网络同时挖不同的矿。

比特币工作量证明机制是指在矿工挖矿时，给区块补增一个随机数，并开展随机哈希运算，使得给定区块的哈希值开头含有一定数量的零。

假设对“message”（不含引号）进行SHA-256算法加密，你会得到：

ab530a13e45914982b79f9b7e3fba994cfd1f3fb22f71cea1afbf02b460c6d1d

现在开始加入数据，直到你得到一个以0开头的哈希：

1message daad0bc80059253928621a10365de153e335a18f03b9dc7e7e25897fb791f023

2message 6532f42bd1d6ccd00f47c133c3ca1a0fc852598e67c62eb31adab8ceb3aaa680

……

51message 0985e57510d017b177867168642543ab4f143333ad63782680e812251ab3141e

51次运算后得到了第一个有效的哈希。只要“51message”一发送，接收器可以迅速通过哈希运算来验证它是否符合要求。被添加的那部分数据（本例中的“51”）被称作随机数（nonce），关键在于该随机数可以是任何信息。

假设你在同时挖A币与B币，现在你有部分区块数据来自A币，部分区块数据来自B币，而且一个母随机数会不断改变，直到你找到一个区块。一旦你找到一个块，它就是一个对A币、B币同时有效的块链（假设两者的挖矿难度相等）。

同时哈希以下数据：

[A币区块数据|B币区块数据|公随机数]

当一个块被发现：

对A币广播区块>> [A币区块数据] +随机数= B币区块数据+母随机数]

对B币广播区块>> [B币区块数据] +随机数= A币区块数据+母随机数]

只要你愿意，你可以制造任意多的链。Slush矿池2011年就已经合并挖比特币与域名币。

合并挖矿的好处包括：同时为两个区块链贡献哈希算力，有助于提高两个区块链的安全性；挖矿的回报更高，在消耗相同电力的情况下，可同时采两种货币，如果你不喜欢域名币，可以把它换成比特币。

域名币

域名币是一个基于比特币技术的分布式域名系统，提供.bit 等后缀的域名注册服务，具有安全和抗审查特性。域名币的原理和比特币相近，其区块链独立于比特币区块链，但可通过合并挖矿来运行。域名币的顶级域名没有一个中央机构或组织来管理，每个域名币节点都保存有一个数据库副本，允许用户使用备用DNS、DNS后缀、网关、浏览器插件或安装域名币客户端获得独立的取得认证的域名浏览权，在使用客户端的情况下，没有任何权力机构可以禁止域名的使用和转让。

注册一个域名币域名的花费由网络费用和手续费两部分组成。这些费用通过域名币支付，初次注册需要花费50域名币，每两个月网络费将减少1/2，这就意味着一年内网络费将慢慢少于1域名币。之所以开始需要缴纳较高的网络费用，是为了抬高早期注册门槛，以确保后期仍然有足够的域名，但随着时间的推移，域名的网络费用会缩减到忽略不计。这笔网络费不会流到任何人的手中，因为在交易过程中它会被销毁。而手续费将付给矿工们，与比特币类似，挖矿之初付多少手续费由你来决定，可以是0.01域名币甚至是免费，不过付费越高，交易处理的速度就越快。大约每3个月你需要对你的域名进行一次升级，不过这个过程是免费的。升级的方式是通过你的域名账户内所绑定的域名币作为输入，产生交易从而升级，账户中被内置了特殊的0.01域名币，这种特殊的货币不能用来交易，从而保证你的账户不会被清零。

Dot-BIT是第一个使用域名币的项目，旨在建立以.bit为后缀的DNS系统。目前该项目仍然处于测试阶段，已有7个DNS服务器，域名数目已超过7.9万个。

分布式合同

如果多方交易功能被添加进比特币核心代码，那么比特币将不仅仅是货币。现在，加密货币的开发者正在设计初步支持新型交易方式的模型。

什么是多方交易？多方交易让分布式合同（Distributed Contract）得以实现。分布式合同是一种人们通过比特币区块链达成协议的方式。分布式合同并不能实现以前的合同所不能达成的功能，它只是促使人们在最小信任度的前提下达成协议。这意味着以前只能以在纸上签字的方式达成的协议，现在可以在密码学的信任基础上完成同样的服务。这种新服务可以开发出托管服务、抵押贷款、纠纷调解、买卖担保、智能资产等诸多新功能，这些功能将消除许多行业中需要用到纸质合同的情形。除了银行，可能会受到影响的包括企业冠名、贷款、结算、数字产品（汽车、手机、电脑）的所有权转移、资金服务等，以比特币的方式创建这些合同的成本几乎为零。

假设有A、B、C3个人，新的交易形式可能包括以下几种：A 和B、A或B、A和B或C。比特币并不仅仅是一种全球货币：目前，它可以取代纸质的现金；将来，它也许可以取代许多金融行业内的纸质合同。比特币可能是世界上第一个全球加密合同协议，任何人都可以在世界的任何地方，以加密的方式与任何人做生意。

智能资产

智能资产是指通过协议用比特币块链来控制财产所有权，比如汽车、电话、房产等实物财产。智能资产还包括非物理属性的财产，比如公司股份、某计算机的远程访问权限等。智能资产允许在最低信任度的情况下进行交易，这消除了欺诈与中介费，并允许交易发生在用其他方式不可能实现的领域。比如，它允许你向陌生人借钱并用自己的智能资产作为抵押，这使得贷款更有竞争力且更实惠。

智能资产的概念由尼克·萨博于1997年在其论文《关于智能合同的设想》中首次提出，但这个设想暂时还没有实现。

智能资产的原始形式已经很常见，如果你拥有一辆汽车，通过一个协议交换装置，就可以使只有持有加密令牌的人才能启动发动机。这大大降低了汽车失窃率，例如，澳大利亚有45%的汽车安装了防盗装置，只有7%的防盗汽车被盗。

让我们继续以汽车为例来理解基于比特币协议的智能资产。车载电脑需要一个所有权密钥来验证身份，所有权密钥是固定的比特币ECDSA-256密钥。汽车出厂后创建一个新的所有权密钥作为其使用生涯的开始，一小笔比特币存入该密钥地址，称作调用量T，可以是0.000 1比特币。此外，汽车还拥有一个来自制造商的数字证书，证书中包括验证身份所需要的公钥，这允许汽车向第三方证明其存在、使用年限或行驶里程等。

当汽车被出售时，使用以下协议：

1.买方生成一个随机数，并要求卖家发送汽车数据。

2.卖家向汽车输入该随机数，汽车返回一个用身份密码签名的数据结构。该数据包括汽车的证书、汽车的数据、当前所有者的公钥和最后一次交易的merkle树^[7] 。这可以让买方确保这些数据的确来自卖方，且不是一车多卖。

3.卖家创建一个密钥作为收款地址，记作K₁ ，售价记作P。

4.买方生成一个新的所有权密钥，记作K₂ 。

5.买方创建一个有两个输入和两个输出的交易。输出一给K₁ 发送P个比特币，输出二给K₂ 发送T个比特币。这桩交易是无效的，因为只有第一个输入可以签名。买方把这部分完整的交易传给卖家，卖家再用汽车现拥有者的私钥对输入二进行签名，并向全网广播这桩交易。

6.等待确认。

7.买方通过比特币交易取得汽车的所有权。一个merkle树连接了区块头，很快有足够多的区块头验证了汽车目前的这桩所有权交易。汽车发现这桩重新分配所有权的交易所在的区块链比当前的链条更长，就会将这桩交易添加到其工作量的顶部，以确保该交易不发生逆转。然后，它会更新所有权信息，这辆车并不需要完整的区块链记录，也不需要全部区块头，只需足够多的数据保证目前已有的区块头可以连接到将来的区块头。

在现实中，这与智能手机使用NFC（近距离无线通信）硬件的过程很像，用所有权密钥加密屏幕区域，以特殊方式触摸智能手机可以启动具有智能资产交易功能的钱包应用，通过输入价格，买方和卖方同时触摸自己的手机来完成交易。虽然加密技术本身非常复杂，但使用者根本不需要懂得加密。

贷款与抵押

智能资产使我们能够买卖实物财产，且没有欺诈风险，这大有用武之地。但有时候，人们除了买卖实物资产，还需要向陌生人借贷。我们可以通过添加一个附加层来实现低信任担保贷款。以贷款做小生意为例，如果你决定让来自世界各地的人对你的债务进行出价，而不是与银行打交道，这样你就可以得到最优惠的贷款价格。对于这项业务，陌生的债权人需要一些保证，若你偿还不了贷款，他们将得到抵押品，比如你的汽车，但你仍然需要使用汽车做生意。这该怎么办？

为此，我们可以添加对所有权密钥的访问密码，然后用所有权密钥对消息进行签名，访问密码可以添加或删除，而且具有临时性。这意味着到了还贷期，你可以重新分配汽车的所有权给债权人，同时又保留自己的访问密码。如果债务人保证偿还贷款，汽车所有权会恢复到他名下，这当然是最理想的借贷。我们可以通过如下方式实现：

1.债权人生成K₁ ，它用来接收还贷，贷款规模是L。

2.债权人用SIGHASH_ALL和SIGHASH_ANYONECANPAY指令给消息Tx₁ 签名，该消息拥有一个重新分配汽车所有权给债务人的输出/输入，以及一个把总量为L的比特币发送至K₁ 的输出。此项交易是无效的，因为贷款尚未偿还，故以比特币计价的总输出大于输入。债权人把这项交易发送给债务人。

3.当债务人赚回了贷款，他们向Tx₁ 充入比特币以增加其价值。这不会破坏用所有权私钥签名的输入/输出，因为还贷交易是用SIGHASH_ANYONECANPAY签名的，所以它与其他输出是独立的。他们不能调整以及输出这桩交易的任何数字，否则所有权私钥签名的输入/输出（所有权交易是用SIGHASH_ALL签名的）交易将失效。

4.一旦交易的输入达到了L，债务人就广播这桩交易，从而偿还其债务，同时取回汽车所有权。

由于访问密码设定了时间限制，如果债务人逾期无力偿还贷款，他的访问密码将过期，该车将不再属于他。新的所有者可以取走它，如果不想取走这辆车，还可以使用低信用买卖协议（智能资产）卖掉它。

大部分贷款是分期偿还的，上述协议可以通过嵌入一些额外的输入/输出，让新签名覆盖“逾期”指令，这样便可将访问密码的寿命延长到下一个月，但并不改变汽车所有权。汽车智能电脑知道如何解译出交易数据。

比特币未来展望

比特币的不确定性

“计算机专家们都失去常识了吗？实际上，没有一个在线数据库可以取代每天的报纸，没有哪个CD-ROM（只读光盘）可以取代启迪心灵的老师，没有一个计算机网络可以改变政府的运作方式。”这是1995年《新闻周刊》上刊登的一篇评论文章，它代表的是变革到来前夕人们对互联网的一个典型观点，当时许多人都认为互联网就是一个噱头，缺少编辑，缺少审核者，就像是一个被粗制滥造的数据填满的海洋。时至今日，这篇文章仍时常被人提起，因为人们需要重温这段历史，警醒自己不要漠视新事物，即使它还处在蹒跚学步的婴儿时代。

有时候，只有某种现实存在已久，人们才承认它是现实。人的大脑是在非常缓慢的原始环境中进化而来的，要适应如此飞速发展的变化的确很难。令人意外的是，一些领域的行业专家、意见领袖也并不看好比特币，甚至持有较深的偏见。但这也是可以理解的，哲学家托马斯·库恩提出范式的概念，他指出科学的实际发展不是事实、理论和方法的简单堆积，更不是知识的堆积，而是通过范式的不断转换进行的科学革命的交替过程。对大部分情形而言，经验很有帮助，但遇到范式转变时，经验往往是有害的，一张白纸反而更有利。比如很多C语言程序员习惯了函数式的问题分析方法，特别不适应C++这种面向对象式编程，初学者学习C++反而更容易。对于专家们来说，他们固有的知识体系与丰富的经验就构成了他们认识新事物的障碍。佛曰：知见障，所知太多而阻障修道矣。

对传统经济学而言，比特币就像是一只贸然闯入的黑天鹅，它不仅废除了被认为是金融智慧最高成就的中央银行制度，还让建立于信用货币基础之上的高度杠杆化的金融金字塔有了崩塌的危险。正如百万台大规模集成电路击溃由高等祭司所卫护垄断的中央服务器，比特币也将打破金融婆罗门的垄断。对于一种颠覆性的技术，用过去的知识体系来评价它显然有失公允，因为其诞生本身就是为了打破过去的框架，创造新的金融结构与商业模式。

另外，比特币的支持者似乎并不在意质疑声，有些朋友对比特币略知皮毛，就迫不及待地投入全部家当，购入比特币资产或矿机，或辞掉工作投入比特币创业。这种乐观情绪似乎来得太过突然了，就算是历史上那些大获成功的技术产品，如电视、手机等，在爆炸式增长的前期，也都经历过异常艰辛且漫长的历程，更何况一段时间的领跑者未必会成为最终的胜利者，比如网景浏览器。在比特币支持者情不自禁地吹捧其美好，或者比特币的批评者下意识地嘲讽它时，双方都不妨提醒下自己，它只是一个诞生才4年的事物。它起始于粗糙，发轫于不羁，还有太多不确定性供我们探讨与想象。

比特币怎样自我进化

比特币的自我进化建立在3点共识上。

对价值的共识 ：比特币不仅仅是一个货币，它也是一种技术，因此需要正确运行才能保障其价值。

对规则的共识 ：参与者决定哪些交易规则是被允许的，哪些不是。定义交易合法性的规则被写下来后，它们不能自动执行。参与者必须忽略那些不符合规则的交易，而只接受符合规则的交易。

对历史的共识 ：参与者必须认同比特币经济的历史交易，否则就无法知道谁拥有哪些比特币。

公众对比特币的一个常见误解是，比特币规则一开始就被中本聪敲定了，以后再也不能更改。中本聪确实创建了比特币初始规则集，但它们在任何时候都可以被修改，只要比特币全网达成共识，即比特币社区需要修改该规则。

还有一个误解是，比特币规则可以自动执行，但事实并非如此。比如数字签名，一种数学确定性加密不管是否正确，它并没有自动执行。你随时都可检测到一个不正确的数字签名，但这些不正确数字签名的交易只有在你选择忽略它们时才被默认为无效。

未来，比特币协议可能会为创造更多可扩展性或安全需要而更改。那么，比特币协议怎么实现不断更新呢？

协议更新在技术上是很简单的，比如在源代码中添加一个条件：如果区块数不超过200 000，以旧方式执行，否则用新方式执行。

协议更新其实不是一个技术问题，而是一个政治问题，因为更新可能会触犯某些人的利益，比如货币发行速度加快，这可能会遭到大多数人的反对。又比如，若更新没有被广泛接受，那么将出现一个区块链的分叉，失败的一方（通常是采用新规则的区块链）将被忽略。

幸运的是，比特币协议的历次更新都得到了全社区的算力投票通过，通过这些更新，修补了OP_LSHIFT崩溃、无限SigOp DOS、联合输出溢出等多处漏洞。

如果明白上述机制，我们将不难发现，许多对比特币的质疑其实并不成立。比如2013年5月有新闻报道，谷歌参与研制的D-Wave量子计算机的运算速度较配置英特尔芯片的传统计算机快1.1万倍，这让很多人惊呼：比特币已死！因为SHA-256算法很可能会被量子计算机破解。其实SHA-256算法并不是比特币所独有的算法，互联网上大到网银的数字证书，小到 USBKey（数字证书）等硬件密钥，使用SHA-256算法的比比皆是。因此，SHA-256算法被破解不仅是比特币的危机，更是整个互联网的灾难。

而且，相对于动则上千台服务器的银行系统，去中心化的比特币对算法破解的应对效率可能会更高效。比特币社区可以按以下步骤应对潜在危机：

在任何人都可以使用新算法之前，预先推广内置新算法的客户端。一旦发生算法破解危机，早期使用新版客户端者（一般情况下是矿池）开始创建新的密钥格式并让区块链接受它们。如果效果很好，标准的客户端将默认为新密钥。随着时间的推移，最终每个人都同意只能使用新密钥交易，从而淘汰“旧币”。

比特币的护城河在哪里

作为一门技术，比特币会被更高级的技术取代吗？有媒体意味深长地写道：“别再只说比特币了，这儿除了比特币之外，还有你不得不知的其他虚拟货币。”的确，比特币源代码是公开的，谁都可以复制它，修改几个参数，然后宣布创造了自己的货币。目前，市面流行的虚拟货币有莱特币等山寨币，也有硅谷风投所支持的Ripple，还有加拿大皇家制币厂发行的MintChip，它们都或多或少借鉴了比特币去中心化的设计思想。怀疑主义者的疑虑是，比特币的护城河在哪里？

比特币社区有一个共识，即山寨币很难威胁到比特币。以莱特币为例，不同于比特币采用SHA-256算法挖矿，莱特币采用的是Scrypt算法，其计算过程依赖于内存和CPU，使得许多用户用普通电脑就可挖出莱特币，而昂贵的FPGA、ASIC却因内存限制而难有作为，所以莱特币挖矿显得更“环保”（节省算力），也更“公平”。但这只是一种错觉，莱特币挖矿的“环保”是以牺牲安全性为代价的。2013年5月，比特币的全网算力是全球排名前500名超级计算机的总和的8倍，达158THash/s；而莱特币因CPU 挖矿的性能限制，全网算力仅为15GHash/s，这意味着后者随时都有被僵尸网络接管的可能。僵尸网络中最多可包含数十万台机器，如暴风木马拥有25万个节点，假设这些机器的平均性能等同酷睿2双核的算力（5MHash/s），那么暴风木马控制的僵尸网络算力将达到1.25 THash/s，远远超过莱特币的全网算力。又如另外一个自称更“环保”的虚拟货币Freicoin，有好事者仅用两块ASIC芯片就成功地发起了一次 51%攻击。

莱特币挖矿的“公平”也是个假象，从理论上说，任何一种挖矿算法都可以为其设计专门的集成电路，这只是个难度问题。事实上，国内已经有人在开发莱特币矿机，他用LX150芯片做一个150M的核，理论速率为 60KH/s。莱特币的设计者查尔斯·李也承认：“莱特币刚开始时只有CPU挖矿，一年之后，有人发现也能使用GPU挖矿。一些人认为莱特币比比特币更公平，因为系统还不存在任何集成电路矿机，但这恐怕只是一个时间问题。”

莱特币的拥趸还声称，莱特币每2.5分钟就处理一个区块，而比特币是10分钟处理一个，因而前者的交易确认速度更快。这也是一个误解，对区块链发起一次“双重支付”攻击的进度服从泊松分布，其攻击成功的概率随区块数的增长而呈指数级下降。通过计算不难得出，当区块数大于6个时，攻击成功的概率将下降到忽略不计的程度，这也正是比特币建议6个确认数方可保障交易安全的依据。当区块的处理速度提高至比特币的4倍时，攻击者制造出一个假节点的成功概率也急剧上升，通过计算泊松分布的概率密度，避免双重支付攻击所需要的节点确认数也将上升至比特币的4倍，即莱特币需要24个节点确认才能达到比特币6个节点确认的安全性。

比特币堆积庞大算力、消耗巨大能源，其目的却是解一堆毫无意义的数学题，这一设计思想一直饱受批评。马克·吉梅恩在彭博社发文称，比特币采矿创造了现实世界的环境灾难。他指出，比特币每天采矿需要耗费98.2万度电，足以为3.1万美国家庭供电，是大强子对撞机所需电力的一半。在《纽约时报》的专栏文章中，保罗·克鲁格曼引用亚当·斯密的话称：“金银货币最愚蠢的地方是它们的功能是象征性的，但在生产中却需要消耗真实的资源，用纸币取代它们是明智之举。虽然现在是信息技术时代，但比特币却在复制亚当·斯密于18世纪所说的愚蠢。”就连比特币的支持者也不甚了解这一设计思想。米塞斯圈的一位专栏作者撰文称，比特币穷兵黩武地堆积算力，跟孔雀进化出华丽的尾巴、爱尔兰大鹿进化出3.6米的大角一样，是囚徒博弈的最佳选择，这在生物学上叫作累赘原理^[8] 。这种解读当然很无厘头，与比特币“计算即权力”的设计思想相去甚远。

既然比特币网络拥有堪称人类有史以来最大的算力集合，为何不把这些算力用于蛋白质折叠、寻找外星人、寻找素数等功在千秋的科学计算呢？素数币便是这样一个自称“非能源效率”的山寨币，它企图将算力用做寻找素数的科学计算。它的发明人雄心勃勃地写道，“加密货币目前已经分道扬镳为两条道路，一种是能源密集型，一种是环保节能型。我相信，在未来较长一段时间内（5年以上），环保节能型货币将因其成本优势而开始挑战能源密集型货币。素数币第一次引入非哈希现金的工作量证明机制，使得算力不仅仅用来制造区块链，还提供额外的潜在科学价值。”

很遗憾，既要用算力来保障P2P货币安全性，又要用算力来做有用的科学计算，这是一个二律背反。比特币社区的计算机工程师认为，把“难度可调”的NP难度问题（比如SHA-256算法）嵌入蛋白质折叠算法是可能的，使计算蛋白质折叠问题成为挖矿的一个副产品。挖矿除了生产货币之外，还能产生社会效益。但这种貌似“有用的”的工作量证明算法实际上会对区块链的安全性构成威胁。试想一下，使用比特币挖矿算法来进行蛋白质折叠、寻找外星人、寻找素数等分布式计算，比特币的安全性根基（没有任何节点可以控制全网大部分算力）就崩溃了。因为分布式计算的工作量是可叠加的，随着工作量证明功能的“有用部分”的增长，攻击成功的可能性也在增长。即使你一个区块也没找到，你完成的工作量仍然对别人有用，黑客可利用你完成的这部分工作量降低网络攻击的成本。所以，理想的设计是矿工完成的工作量对其他人来说是无用的，这样才能保证他们扔掉的计算量是一个与硬件成本、电力、运气或带宽有关的商品。

为此，素数币做了一定改进，设计了一个非可重用性的工作量证书，即一个区块上的工作量证书不能用于其他区块。为实现此点，它将素数链连接到的区块头哈希除以父级区块头的哈希所得的商作为工作量证书。工作量证书与区块的哈希值一同嵌入子区块中，这样不仅能够防止工作量证书被篡改，同时可以避免产生一个可在多个区块上重复使用的工作量证书。这种改进的效果是，将一万个人同时挖一个坑的游戏变成了一万个人同时挖一万个坑的游戏，任何人完成的寻找素数工作量都只能为己所用，素数币的计算资源并未用于分布式计算，计算成果未能实现全网共享，计算负载也未能在节点中平衡。可见，它本质上仍然是一种能源密集型货币，与它“非能源效率”的设计初衷相悖。

还有一个严重的问题是，素数在数轴上的分布是不均匀的，位数越大则越稀少，寻找难度呈指数增长，工作量证明却需要难度平滑增长。这意味着越到后面，素数币的交易越难确认，甚至不能确认。素数币的解决方案是用一种费马测试的改进版进行素性测试，这样可以提高效率，节省计算时间，但这是一种不完备的筛选，因为费马测试是基于费马小定理的逆定理，而该定理已经被证明不成立，费马素性测试得到的是伪素数，素数币寻找到的坎宁安链越到后面越不可信，其寻找素数的所谓“潜在科学价值”恐怕也只能停留在“潜在”这一步了。

一些人将山寨币之于比特币的关系，视作其他贵金属之于黄金的关系，比如莱特币就用心良苦地把货币总量设计为比特币的4倍，企图像白银锚住黄金价格一样，锚住比特币的汇率。莱特币的推广词就是：如果说比特币是数字金币，那么莱特币就是数字银币。还有羽毛币把货币总量设计为莱特币的4倍，试图成为数字铜币。这种想法似乎过于一厢情愿了，因为元素周期表上的元素终究是有限的，而山寨币却可无穷复制，层出不穷的模仿者最终只能稀释所有模仿者的价值。自2013年5月以来，社区以每天两三种的速度发布新的山寨币，几乎所有山寨币都呈下跌走势，虚拟货币PPcoin从最高的0.003比特币跌到0.001 4比特币，虚拟货币Yacoin从最高0.000 6比特币跌到0.000 15比特币，还有更多的不知名山寨币走向价值归零或退市的穷途末路。

就目前市面上出现的山寨币或其他虚拟货币来看，尚未发现有价值的技术创新。其实，就算后来者涌现出突破性的技术创新，比特币社区也很容易就能加以借鉴，将之添加至比特币核心协议，并升级客户端。“没有护城河，才是终极护城河。”一个比特币迷在微博上如是说。比特币是像车轮一样的发明，重复发明轮子是徒劳无益的，因为世界本质上只需要一种数字货币。但山寨币的存在并不是毫无意义，它的存在有助于比特币的自身进化。由于比特币生态已经蔚为大观，社区对每次可能导致“硬分岔”的协议升级都非常慎重，山寨币则可以充当小白鼠。比如，彩色币、零币等应用可以率先添加进莱特币等山寨币的协议，如果获得成功，转而应用于比特币中，这将大大降低协议升级、软件更新所带来的“硬分岔”风险。

比特币会内部崩溃吗

与传统的层次分明的金字塔组织方式不同，比特币因其去中心化的P2P网络结构而开启了一种开放式的信息组织与进化模式：没有命令，只有很弱的组织，相当于蚂蚁筑巢。比特币社区继承了开源社区的传统，用倾听取代强权，用沟通取代命令，用协商取代控制。比特币社区唯一官方意义的组织是比特币基金会，仿照Linux（一种开源的操作系统）基金会的模式建立，依靠用户捐助的比特币维持运营，负责组织比特币核心协议的完善、客户端的升级、安全性的监督、法律事务以及与政府机构的接触等。

比特币社区也不存在真正意义上的领袖，加文·安德烈森被视作中本聪的继承者，他是比特币社区的仲裁者和架构师，同时负责协调比特币核心程序的优化。安德烈森成为比特币社区领导者的过程非常简单。起初他向中本聪提交优化比特币核心系统的代码，中本聪逐渐对他的代码有了信任。有一天，中本聪问他是否可以将其邮箱地址放在比特币的主页上，安德烈森同意了。从此，比特币主页上中本聪的邮箱地址被安德烈森的邮箱地址取代，项目的领导者象征性地过渡给了安德烈森，中本聪则退到了幕后，甚至消失了。中本聪与安德烈森都不能对比特币社区发号施令，与普通开发者的唯一区别是，他们拥有一个可以在客户端添加警报的密钥。

比特币社区信奉海盗式的民主，每个节点都可用自己的算力进行投票，任何针对客户端的改进、协议的修改与添加都将置于算力投票的监督范畴内，只有被全网51%以上的算力接受的改进才能真正视作有效。与海盗社会一样，差劲的领导者很快就会被社区抛弃。历史上曾有一伙海盗在某趟航程中更换了13个船长，其中有个叫本杰明·霍尼戈的船长，手下们罢免他的原因居然是他“拒绝攻打和劫掠英国船只”。试想一下，若比特币社区真的存在一个为所欲为的“船长”，比如安德烈森在客户端里加入某种后门程序，可以让他轻易地挖到比特币，或者他独断专行，执意推行被社区多数人反对的协议升级，那么用户完全可以无视其发布的程序，采用社区其他程序开发者的程序交易比特币或挖矿即可。

中本聪认为，20世纪90年代以来，Beenz、Flooz 等虚拟货币先驱的失败主要是由其中心化的组织结构造成的。其主要原因是，一旦为虚拟货币信用背书的公司倒闭，或保管总账的中央服务器被黑客攻破，该虚拟货币就将面临信用破产与内部崩溃的风险。所以，他将比特币设计为全分布式拓扑结构，这也是人类历史上第一次尝试去中心化、不再依赖对中央发行机构的信任的货币系统。一般认为，全分布式拓扑结构具有良好的可扩展性、鲁棒性和自组织性，像蚂蚁社会一样，拥有不可思议的自我修复能力。

科幻小说《马姨》构思了这样一个故事情节：有人用蚁群设计了一个自组织的机器智能“马姨”，以蚂蚁个体的本能行为执行计算机指令，并通过代码手册与人进行交流，在整体上表现出一定的机器智能。主人公从蚁群中赶走一些个体，但惊奇地发现“马姨”的运行一切正常。

比特币就是这样一个具有强鲁棒性的系统，每时每刻都有大量节点频繁地加入或退出，但丝毫不影响全局结构的稳定性。比特币社区里有人打趣道：“这就好比在诺克斯堡^[9] 周围每隔10英尺安排一个武装狙击手，仅仅是用来保护一袋分币钢镚儿。让这些狙击手一半回家休息，这袋钢镚儿的安全性丝毫不会降低。”

同样，从技术上关闭比特币相当困难。2009年2月，中本聪在IRC（互联网中继聊天）频道写道：“政府擅长击溃Napster（一种在线音乐服务）那样拥有中央控制的网络，但是Gnutella和Tor这样完全P2P的网络看起来依旧安枕无忧。”

值得一提的是，另一个自称分布式的虚拟货币Ripple在网络结构上与比特币有着本质的区别。比特币网络结构符合随机网络特征，节点连接是随机的，大部分节点的连接数目大致相同，即节点的分布方式遵循钟形的泊松分布，存在一个特征性的“平均数”。连接数比平均数高许多或低许多的节点都极少，随着连接数的增大，其概率呈指数级迅速递减。而Ripple网络更类似于无尺度网络^[10] ，它引入“共识”机制，通过特殊节点的投票对交易进行验证和确认。而这些特殊节点往往拥有大量的连接，大部分普通节点的连接数却很少，节点连接数符合齐普夫定律^[11] 。这种特殊节点的存在使得Ripple网络对意外故障有强大的承受能力，但面对协同性攻击时则十分脆弱。研究表明，面对蓄意的协同攻击时，只要5%~10%的集散节点（拥有大量连接的节点）被移除，无尺度网络就将彻底瘫痪。

更糟糕的是，Ripple客户端为加快确认速度，不需要下载区块链，而是在普通节点上舍弃已经验证过的总账本链，只保留最近的已验证总账本和一个指向历史总账本的链接，显然，那些保管历史总账本的服务器就成了它的软肋。

尽管Opencoin公司小心地隐藏了服务器端源代码，但对于黑客来说，找到通往服务器之门并不是一个技术问题，而是一个经济学问题。随着Ripple网络的交易额逐渐上升，黑客对它的欲望也越来越强烈。2013 年6月，Ripple连续发生多起在线钱包失窃事件，虽然这些失窃可能都是用户密码设置的疏忽所致，而不是来自系统攻击，但这也表明，一大波黑客正在向 Ripple袭来。7月，Ripple平台遭遇分布式拒绝服务攻击，黑客从一个账号向另外一个账号发起大量小额转账操作，让Ripple平台的服务器无法响应和支撑其他用户正常的交易请求，造成Ripple服务中断长达十几个小时。

可见，在抗攻击问题上，Ripple与过去的Beenz、Flooz等虚拟货币以及“自由美元”等私铸货币并无本质上的不同，这也难怪一个资深用户讽刺Ripple说，疯子就是一遍一遍做同样的事，却期待不同的结果。

但是，既然比特币出于安全性、健壮性考虑，致力于建设去中心化的全分布式结构，中本聪为什么亲自设计了中心化的矿池呢？目前，BTCGuild、50BTC、ASICMiner三大矿池已经占据全网64%的算力，这意味着三大矿池若联手，将足以对比特币网络发起51%攻击。黑客丹·卡明斯基在2013年比特币大会上表示，比特币网络存在系统性风险。反对者却认为，矿池的存在是对比特币安全性的增强。

矿池对比特币网络的组织有什么作用呢？凯文·凯利在《技术元素》一书里提出了一个思想：“只从底部出发还不够。”即使是互联网最大的开放性自组织工程维基百科，也不是完全自下而上的组织形式。维基百科的维护者设计了严密的条框来防止网络小白任意修改词条，超级管理员可以采用精英编辑的建议单方面屏蔽他们。凯文·凯利认为，在网络经济中，真正的商业和组织艺术不在于控制包括“每个节点”的群体，而是在最佳时间为每一个利基市场找到底层和顶层的最佳组织。矿池的存在可以让比特币网络对安全预警、漏洞修复的反应更敏感和高效。

2013年3月，比特币0.7版和0.8版客户端因区块大小限制的不同而导致不兼容，互不承认对方的有效性，比特币网络面临分裂的危险局面。比特币社区发出警报之后，几大矿池迅速响应社区的呼吁，将客户端切换到了旧版本，仅用了几个小时便化解了这次危机。试想一下，若没有矿池的存在，全网几百万个节点需要在短时间内同时切换客户端才能避免这一危机，这恐怕是不现实的。

在比特币的工作量证明机制中，算力即投票权，算力越大，权力越大，责任也就越大。所以，在比特币基金会的成员名单上，你看到各大矿池的管理者的名字也就不足为奇了。中本聪认为，如果是用节点数即IP地址的多少来决定谁是大多数，那么拥有分配大量IP地址权力的人，比如僵尸网络，就有可能主宰比特币网络。而工作量证明机制的本质是一CPU一票——计算即权力。拥有更高算力的人更有责任保障全网的安全，因为比特币的挖矿激励机制使得在非合作博弈中存在一个纳什均衡，即把算力用于诚实挖矿较用于发起双重支付攻击获得的回报更高。

2013年4月，BTCGuild矿池的算力份额一度接近全网的一半，引发了社区对51%攻击的担忧。为此，BTCGuild的管理员Eleuthria（网名）主动限制了算力的增长，规定如果矿池算力超过了 45%，将移除所有基于getwork协议（一种直接连接到矿池挖矿的协议）的服务器，并关闭新用户注册，直到算力回到40%以下。

矿池拥有者杜绝51%攻击的意愿比普通用户更强，Eleuthria在社区发帖说：“显然，我不能等到矿池算力份额到了49.9%时才采取措施，即使51%攻击只有在控制它的人决定这样做时才会发生。”一个理性的决策者绝对不会把可兑现成真金白银的算力用来发起回报有限的51%攻击。退一步说，即使部分矿池拥有者是疯子，他们无视利益的大小，执意对比特币网络发起攻击，比特币社区发出警报之后，矿池用户只需停止运行矿机或切换至普通方式挖矿，便可让疯狂矿池的阴谋落空。毕竟矿池只是承担计算任务分发与挖矿奖励分配的平台，而不是矿机的真正拥有者。

比特币会成为标准吗

如果说开源操作系统Linux就像芬兰史诗《卡勒瓦拉》那样不断完善，由最初的约1 000行代码，经黑客社区的义务贡献，成长为目前规模达100万行的庞大系统，那么，今天的比特币正沿袭这条英雄史诗之路，像远古的巨茎植物一样不断向天空生长。在过去的3年中，共有120多位程序员为Bitcoin-QT提交了5 000多次代码改进，为比特币开发应用程序与网站的程序员更是逾千。比特币核心协议在不断地自我完善，而零币、彩色币、域名币、分布式合同、智能资产等新的拓展协议也试图添加进比特币核心代码，或在比特币协议基础之上构建延伸至其他领域的应用。这是一座真正的通天塔！

传说巴比伦塔直插云霄，希望通往天堂。上帝为之震怒，为惩罚这些狂妄的人，便让建筑巴比伦塔的人们使用不同的语言，因语言的不通，还没完工的巴比伦塔很快就被废弃了。也许未来货币也将面临同样的问题，比特币越来越像是一个开放式的基础平台，但它会成为虚拟货币世界的通用语言吗？

如前所述，比特币提供了3个层次的开放性，使货币与金融成为程序员施展创造才华的天堂，以比特币为基础平台，可提供数不胜数的更高层次的服务，例如资金混合、货币兑换、财务管理与预警、市场数据分析、计量服务等。如果将比特币视作互联网的IP协议，那么就不单会有类似TCP的API和协议扩展，还会有在此之上的协议层提供的各种服务，类似互联网的SMTP、 HTTP等应用层协议。比如利用底层的分布式总账，开发者推出了存在性证明、期货合约、数字版权等应用。正如Group合伙人安德烈亚斯所言：“货币作为一项服务，通过开放的、灵活的、强大的API构成一个完整的经济体系，一切都只是一个JSON（一种轻量级的数据交换格式）请求。如果你认为比特币只是电子货币，那么你只看到了冰山一角。”

互联网协议的发展有很强的路径依赖特性，一旦选择进入某一路径，哪怕该路径具有某种缺陷，也会对这种路径产生依赖。

美国铁轨的故事^[12] 有助于我们理解这一概念。美国铁路两条铁轨之间的标准距离是4.85英尺（约合1.5米），为什么是这个尺度而不是别的什么尺度呢？原来这是英国的铁路标准，而美国的铁路最早是由英国人设计建造的。那么，为什么英国人采用这个标准呢？原来英国的铁路是参考电车轨道设计的，而4.85英尺正是电车轨道的标准。追溯电车轨道的标准，我们会发现，原来最早制造电车的人是以马车的轮宽为标准的。那么，马车的轮距为何这么宽呢？这是因为英国的旧马路上布满了这个宽度的辙痕，如果用其他轮距的话，马车的轮子很快就会磨坏。为什么旧马路上会有4.85英尺宽的辙痕呢？答案是，这是古罗马人留下的，4.85英尺正是罗马战车的宽度。罗马人为什么用4.85英尺作为战车的轮距宽度呢？原因很简单，这是两匹拉战车的马的屁股的宽度。

路径依赖的故事时至今日仍没完，下次你在电视上看到美国梭立在发射台上的航天飞机雄姿时，注意观察一下燃料箱两旁的两个火箭推进器，这些推进器是由犹他州的工厂提供的。如果可能的话，这家工厂的工程师希望把这些推进器造得再大一些，这样容量就会更大，运输更经济，但是他们并没有这样做，为什么？因为这些推进器造好后，要用火车从工厂运到发射点，路上要通过一些隧道，而这些隧道的宽度只比火车轨道的宽度宽了一点点。因此我们说：今天世界上最先进的运输系统的设计，其实是2 000年前便由两匹马的屁股宽度决定的。这说法看似荒谬好笑，但却也站得住脚。

随着互联网的爆炸式增长，新的协议特别是高层应用协议在不断涌现，而互联网核心通信协议TCP/IP竟然已存在了30多年，这在瞬息万变的信息技术世界堪称奇迹。但按照路径依赖原理，这完全是合乎逻辑的。在单机上，人们可以很容易替代很多计算机技术，然而网络协议的更换并不是那么简单，它要求整个网络的所有设备都进行更新，这也是IPv4（网协版4）面对地址耗尽的压力仍能长期存活的原因之一。有一些网络协议的设置在今天看来很笨拙，但在当时是聪明的解决方案，而后来的协议必须兼顾之前已有的协议。

合并挖矿的实现，使域名币、彩色币等其他应用的区块链并入到比特币网络中，恰如新建的铁轨采用同样制式并入到已有的铁轨网络一样，是一个路径依赖的过程。不难想象，当域名币、彩色币、分布式合同等应用得到推广，建立于其上的相关应用亦必将沿用比特币的区块链。莱特币等山寨币如雨后春笋般冒出来，但它们很难吸引到追随者为其完善代码和开发应用。更何况比特币矿池的设计使比特币协议的自我更新效率远远高于传统互联网协议，这让莱特币等后来者难以追上比特币的步伐，取而代之则更是难上加难。

为什么数学比人可靠

/数字让世界更守信/

比特币常被人诟病的一点就是，没有人能为它的信用背书，缺乏一个让人信赖的权力机构来保障比特币的安全与价值，如果比特币崩盘，用户只能自己承担损失。比特币支持者的观点则恰好相反，他们认为，正因为在比特币的系统中不存在货币发行机构和交易担保，而只有严密的数学算法，它才是最安全的，因为数学是诚实可靠的。其他使用工作量证明机制的P2P货币能击败比特币吗？答案是，不可能，因为在其算力追上比特币之前，它已经被比特币网络的算力攻陷了。这就好比一个说法：没有人能击败逻辑，因为要击败逻辑，你还得使用逻辑。

文克莱沃斯兄弟对此颇有感触：“我们已经决定将我们的钱和信仰投入到一个数学框架中，它不会被政治和人类愚蠢的错误干扰。”当时，人们已经知道他们大约拥有已生产的比特币总数的1%（90 000多个比特币），其比特币大亨的身份难免让人怀疑其吹捧比特币的动机，但他们只是在阐明一个事实而已。文克莱沃斯兄弟确实应该相信数学，如果比特币早些问世，他们也就用不着与扎克伯格打一场长达3年的官司，因为他们可以利用比特币“存在性证明”功能，轻易地证明自己才是Facebook创意的最初拥有者。

比特币确实能让世界变得更诚信、更有序、更美好，它的存在性证明、零知识有条件付款、分布式合同、智能资产等应用都无须担保中介的介入，仅用密码学原理和呼叫应答广播机制便能让欺诈无处遁形，让怀疑论者无从置喙。

/比特币密码学的可靠性/

支付宝、财付通、网银等传统电子支付工具以邮箱地址、QQ号码、银行卡号作为用户ID，用户稍有疏忽，就可能将钱打入别人的账户。在比特币世界，这样的事绝对不可能发生。比特币的地址是一串无意义的数字，用户在拷贝或输入这串数字时，无论出现何种错漏，都不会将钱误转入别人的账户。比特币地址由33位Base58编码的数字或字母组成，可用的比特币地址理论上超过 2 160个，全世界约有263粒沙，比特币地址总数远远超过地球上所有沙的数量。错误输入的比特币地址恰好是别人的比特币地址的概率，比飞入你眼中的一粒沙恰好是去年你在沙滩上踩到的一粒沙的概率小得多。

虽然MD5、SHA-1算法的安全性根基已被动摇，但就目前而言，比特币所使用的SHA-256算法仍是可靠的，美国国家标准技术研究院就建议原来使用MD5、SHA-1算法的安全系统都切换到SHA-256算法。而且，作为电子支付手段，比特币未雨绸缪，它并不直接使用公钥作为比特币地址，而是在公钥的基础上再散列两次，人们一度质疑这只带来了不必要的麻烦和浪费。但事实证明，中本聪是对的。因为量子计算机可以破解椭圆曲线数字签名算法，但它们仍不足以逆转哈希算法，这需要花掉280个步骤来完成一个比特币地址的破解，如果你的比特币资金存放在一个没有公开过的地址，它们在量子计算机面前仍是安全的。

但到了今年9月的时候，又一则爆炸性新闻的曝光让比特币安全性再次面临威胁，据英国《卫报》报道，一家美国主流计算机安全公司已告知数千名用户，立即停止使用一个由美国国家安全局（NSA）开发的加密标准。这一警告发出前不久，美国前中情局雇员爱德华·斯诺登披露了NSA监控项目，称NSA采用秘密方法控制信息安全国际标准的制定，这一标准由美国国家标准技术研究所（NIST）运行，因此其可以被NSA破解，而比特币采用的椭圆曲线算法正在其列。漏洞在于椭圆曲线算法的两个参数是由某个种子经哈希算法生成，而这个种子正是国安局精心选择的，他们可以采取不为人知的方法来弱化这条曲线。FBI得知这一消息可能会欣喜若狂，因为他们正为破解乌布利希的私钥绞尽脑汁。但是很遗憾，比特币让他们失望了，中本聪使用的不是伪随机曲线，而是Koblitz曲线，如果是前者，NSA则有可能找到一条特定曲线的椭圆函数的漏洞。高效密码学组标准的现任主席丹·布朗得知比特币使用的是secp256k1时也深感震惊，因为只有极少数程序躲过了这一潜在灾难，比特币便是其中之一，中本聪的前瞻能力可见一斑。

在《技术元素》一书中，凯文·凯利虽然承认“比特币技术令人惊讶，复杂到几乎超越大部分外行用户的理解范围”，但他也认为，“通常来说，加密方式没有被直接破解的，都是通过使用方式被间接破解的。只要出钱足够多，任何东西都可以被黑客黑掉。”凯文·凯利怀疑的后半句有待商榷，如果你拥有比特币全网一半以上的算力，或者你能破解SHA-256，你的确能够黑掉比特币，很可惜，这两件事都不是给钱多就能办成的。但他的前半句点出了要害，加密很少从数学上直接破解，多数是从用户那里打开缺口。

以拖库攻击为例，在口令保存上使用最广泛的算法是标准 MD5。MD5算法具有不可逆的特点，即不可能从明文得到用户口令。但其不可逆的前提是，假设明文集合是无限大的，而用户设置的口令却是一个具有高度统计规律的有限集。因此，攻击者很容易通过“密文比对+高频统计”的方法生成密文字典，再通过对照密文字典或彩虹表一举攻陷MD5加密的口令。在这个过程中，MD5算法本身是可靠的，漏洞出在用户设置口令的规律性上。

一个安全系统中最薄弱的环节往往不是算法，而是人类。而比特币的设计从一开始就排除了人的参与，地址的生成、挖矿算法的“掺盐”都是自动的、随机的、匿名的，天生对社会工程学攻击和彩虹表攻击免疫，无论在哪个环节，都不存在统计上的规律性。著名黑客丹·卡明斯基曾花了两年时间尝试攻击比特币，但他失败了。他在博客上写道：“比特币让我吃惊，它是这样一个系统：创造了一个巨大的全球云，始终保持在线接听状态，通过烦琐细致的自定义网络协议保持通信。”

/革命性的前景/

比特币优雅的数学内核刚一问世就得到了计算机界的高度赞赏：电子现金系统B-Money（B钱）发明人戴伟认为比特币的发明“意义重大”；尼克·萨博称赞比特币是“对世界的伟大贡献”；著名密码破译专家哈尔·芬尼称它“具有改变世界的潜力”；创业公司OnlyOneTV的布鲁斯·瓦格纳称其为“自互联网问世以来最令人激动的一项技术”。

硬币的另一面却是另外一种景象：诺贝尔经济学奖得主保罗·克鲁格曼将比特币定义为“金色的网络桎梏”；职业经理人唐骏在财经节目中称“比特币啥也不是”。缘何汝之蜜糖，却是彼之毒药呢？

福布斯专栏作家蒂莫西·李以公众对非对称加密技术的态度为例来解释这一现象。程序员与非程序员第一次听到比特币时的反应截然不同，程序员对比特币普遍比较兴奋，而其他人却是不以为然。许多人从一开始对比特币持怀疑态度，但其怀疑的性质是不同的。非程序员根本看不出这里面有什么值得大惊小怪的成就，他们以为比特币与传统的支付系统只有细微的区别，而程序员则相反，他们立即看到了比特币具有的革命性前景，它只是需要时间去说服公众。

比特币从理论构建到技术实现，历经戴维·乔姆等杰出程序员数十年的技术接力，才由中本聪最终完成达阵。它允许财富以纯信息、零成本的形式发送给全世界任何人——这在2009年之前人们是闻所未闻的。它将不会立刻显示出效果，尤其是对普通用户来说。但是，就像非对称加密技术一样，它若干年后将被证明是与交流电一样伟大的发明。

[5] 比特信是一种P2P加密通信软件，其通信原理类似于比特币协议，可防止窃听者通过运行未经授权的程序来监听消息。

[6] 聚集点（Schelling point）是指在博弈论中，人们在没有沟通的情况下的选择倾向，做出这一选择可能因为它看起来自然、特别或者与选择者有关。

[7] R·C·默克勒于1980年提出的一种区块压缩方法，只有根被纳入了区块的随机哈希，树的分支则被拔除，而内部的随机哈希是不必保存的，这样区块大小会被压缩。

[8] 累赘原理，由以色列生物学家扎哈维提出，指一桩事可能因为它有危险而能够带来更大的机遇。

[9] 诺克斯堡，一个位于美国肯塔基州的装甲师训练基地。

[10] 无尺度网络是指由少数——些具有众多连接的节点支配的网络。

[11] 1932年，哈佛大学的语言学家齐普夫发现，语言中每个单词出现的频率与它的排名的常数次幂存在简单的反比关系，只有极少数的词被经常使用，而绝大多数词很少被使用，这种分布就叫作齐普夫定律。

[12] 有人指出，铁轨路径依赖的故事尚存争议，因为世界上存在各种铁轨标准，古罗马的道路主要走的不是马车，而是人力推车。但路径依赖现象在社会生活中很常见，一项制度一旦走上某条发展路径，就会在以后的发展中自我强化，并一直沿用下去。

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