劉興亮 | 極簡(jiǎn)區(qū)塊鏈發(fā)展史

01

奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)家米塞斯在其著作中曾經(jīng)批判政府與央行過(guò)度增發(fā)貨幣，屬于變相的搶劫行為，由于在經(jīng)濟(jì)流通體系中不斷注入增量貨幣，但這些新增貨幣的去向往往是政府、國(guó)有企業(yè)或其它體制內(nèi)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致被排除在外的民眾手中的貨幣自然貶值，購(gòu)買(mǎi)力下降，這意味著體制外圍的人失去了一部分財(cái)富。

以此推論，他們認(rèn)為貨幣發(fā)行權(quán)應(yīng)該脫離政府而獨(dú)立依附于完全自由的市場(chǎng)體系，其增發(fā)的原則必須依據(jù)幾個(gè)因素，一是隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而經(jīng)濟(jì)體總量擴(kuò)大，以求得貨幣供給與商品和服務(wù)總量相匹配，維持貨幣的購(gòu)買(mǎi)力相對(duì)穩(wěn)定；二是經(jīng)濟(jì)體對(duì)外出口盈余，需要付出一部分貨幣來(lái)平衡因外匯到來(lái)而失去的那部分本國(guó)貨幣。

此外，無(wú)論是加大國(guó)家投資推動(dòng)發(fā)展，應(yīng)對(duì)通貨緊縮和市場(chǎng)衰退，抑或是政府增發(fā)赤字貨幣，都屬于對(duì)多數(shù)民眾財(cái)富的劫掠行為。

每個(gè)國(guó)家都有一家政府控制的中央銀行，負(fù)責(zé)貨幣發(fā)行，只有美聯(lián)儲(chǔ)是獨(dú)立于政府的貨幣發(fā)行機(jī)構(gòu)，這保證了以黃金為本位的美元的流通效用。

在古代中國(guó)，中國(guó)以銅錢(qián)和銀錠為硬通貨，由于銀礦的有限，就保證了銀子的價(jià)格不會(huì)貶值，能夠長(zhǎng)期維持貨幣的購(gòu)買(mǎi)力。雖然政府會(huì)發(fā)行鈔票，但人們?nèi)匀粫?huì)貯藏銀子，將之視為核心通貨，比如國(guó)民黨發(fā)行法幣回收銀元和黃金就曾導(dǎo)致鈔票狂瀉式的貶值。

按照奧派經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點(diǎn)，最好的流通貨幣，莫過(guò)于類似黃金或白銀這樣的事物，他們?cè)谑澜缟洗媪坑邢蓿豢赡軣o(wú)限供應(yīng)，這就導(dǎo)致通過(guò)勞動(dòng)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)獲得這類貨幣的人能保住自身的財(cái)富，而不是被一個(gè)什么銀行不斷發(fā)行貨幣而稀釋。

02

如果非要用最簡(jiǎn)單的一句話概括區(qū)塊鏈貨幣的主要特征，中國(guó)的白銀或黃金就是區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上的那個(gè)通貨，其最主要的特征就是限量供應(yīng)，就這么多在市場(chǎng)上流通。只要大家都認(rèn)可它作為貨幣的流通性質(zhì)，那么它就很難貶值，只會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)總量的增長(zhǎng)而增值。

但是區(qū)塊鏈作為一種分區(qū)中心化、分布式的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字計(jì)算體系，其結(jié)構(gòu)和面目當(dāng)然要復(fù)雜得多。

區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，首先得益于互聯(lián)網(wǎng)的存在和普及。我們可以假設(shè)上述流通在世界上的白銀，每塊都被編號(hào)，編號(hào)被作為一個(gè)密碼存儲(chǔ)在硬盤(pán)里，然后我們使用魔法把這些白銀全部變消失，于是乎，這些編號(hào)就成為過(guò)去曾經(jīng)存在的實(shí)體白銀的替代物。

這些編號(hào)是固定的，如曾經(jīng)的白銀一樣就那么多，他們廣泛地分布且彼此聯(lián)系在一起，人們?cè)敢庹J(rèn)為這些虛擬號(hào)碼具有白銀的購(gòu)買(mǎi)力。于是乎，一個(gè)分布式的賬本形成了。

比特幣的性質(zhì)基本就是如此。區(qū)塊鏈?zhǔn)前殡S著比特幣出現(xiàn)的，區(qū)塊鏈由中本聰在2008年創(chuàng)建，作為比特幣加密貨幣交易的公共分布式賬本，這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)無(wú)需可信機(jī)構(gòu)或中央服務(wù)器即可解決雙重支付問(wèn)題的數(shù)字貨幣。

區(qū)塊鏈（Blockchain）一般被定義為分布式賬本技術(shù)（Distributed Ledger Technology,簡(jiǎn)稱DLT）的一種特殊形式，它通過(guò)鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和密碼學(xué)方法保證數(shù)據(jù)的不可篡改性和可驗(yàn)證性。

一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)由四個(gè)核心技術(shù)組件構(gòu)成：用于數(shù)據(jù)保護(hù)和身份驗(yàn)證的加密學(xué)、用于網(wǎng)絡(luò)參與者達(dá)成狀態(tài)一致性的共識(shí)機(jī)制、用于信息和交易的傳播的P2P網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過(guò)哈希值連接的記賬本（不可變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。

如今比特幣已經(jīng)成為一種極其昂貴（雖然有起伏但總體上一直在漲價(jià)）的硬通貨。

現(xiàn)在我們談?wù)剠^(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展歷史。

03

早期，密碼學(xué)與共識(shí)機(jī)制的發(fā)展

1982年，美國(guó)數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家萊斯利·蘭伯特（Leslie Lamport）與其同事提出「拜占庭將軍問(wèn)題」。他們描述了在一個(gè)部分參與者可能不誠(chéng)實(shí)或失效的分布式網(wǎng)絡(luò)中，如何達(dá)成全局一致性的數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)，就是說(shuō)大家在集體合作中如何統(tǒng)一思想和認(rèn)識(shí)，用一種算法防止作弊和彼此欺騙。

由此出現(xiàn)了所謂拜占庭容錯(cuò)機(jī)制與分布式共識(shí)理論(BFT)算法，并在隨后的歲月中不斷得到完善。BFT解決了去中心化系統(tǒng)中的狀態(tài)安全復(fù)制問(wèn)題，是所有共識(shí)機(jī)制設(shè)計(jì)的理論起點(diǎn)。

1991年，美國(guó)密碼學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家斯圖爾特·哈伯（Stuart Haber）和W.斯科特·斯托內(nèi)塔（W. Scott Stornetta）在其論文《如何為數(shù)字文檔加蓋時(shí)間戳》中提出區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)原型——數(shù)字時(shí)間戳的防篡改機(jī)制。

該方案的核心機(jī)制在于利用單向哈希函數(shù)（one-way hash function）對(duì)文件進(jìn)行處理，將其描述為獲取文件的「指紋」。通過(guò)只對(duì)文件的哈希值進(jìn)行時(shí)間戳，既保證了原始文檔內(nèi)容的完整隱私性，又確保了時(shí)間記錄的公開(kāi)可驗(yàn)證性。

他們構(gòu)建了一個(gè)「區(qū)塊的鏈」(a chain of blocks)。在這種情形下，新的時(shí)間戳記錄哈希值必須依賴于前一個(gè)記錄的哈希值上，這就形成了不可逆的序列，確立了區(qū)塊鏈技術(shù)的不可變性和隱私保護(hù)兩大核心特征。更重要的是，它在哲學(xué)上的意義標(biāo)志著從依賴中心化權(quán)威的信任模型，轉(zhuǎn)向依賴數(shù)學(xué)和計(jì)算摩擦的信任最小化模型。

盡管1991年的方案仍需要一個(gè)中心化的時(shí)間戳服務(wù)來(lái)發(fā)布數(shù)據(jù)，但它極大地限制了該服務(wù)作惡的能力，為后來(lái)中本聰通過(guò)去中心化共識(shí)徹底去中心化奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

1997年，英國(guó)密碼學(xué)家亞當(dāng)·巴克（Adam Back）提出可用于挖掘比特幣的Hashcash，首次將工作量證明（Proof-of-Work,簡(jiǎn)稱PoW）機(jī)制應(yīng)用于限制資源濫用（最初是為了限制垃圾郵件）的工作領(lǐng)域。Hashcash利用計(jì)算難度來(lái)增加發(fā)送垃圾郵件的成本，從而引入了「計(jì)算摩擦」。這一機(jī)制是中本聰PoW共識(shí)算法的直接技術(shù)前身，為區(qū)塊鏈1.0提供了去中心化、無(wú)須許可的記賬權(quán)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

04

中期，比特幣的出現(xiàn)和去中心化貨幣

2008年，區(qū)塊鏈元年，署名中本聰（Satoshi Nakamoto）的人發(fā)布了《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》白皮書(shū)，前所未有地將1990年代出現(xiàn)的密碼學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的綜合。

其偉大的創(chuàng)新之處在于不僅綜合了鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳結(jié)構(gòu)、工作量證明（PoW）機(jī)制（Hashcash的改進(jìn)）和P2P網(wǎng)絡(luò)，更重要的是通過(guò)引入經(jīng)濟(jì)激勵(lì)模型解決了數(shù)字貨幣面臨的長(zhǎng)期難題——雙重支付（一個(gè)數(shù)字貨幣可以被同時(shí)用兩次以上的可能）問(wèn)題。

通過(guò)要求網(wǎng)絡(luò)參與者投入巨大的計(jì)算資源（PoW）來(lái)爭(zhēng)奪記賬權(quán)，中本聰將鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的維護(hù)成本外部化，并將其轉(zhuǎn)化為持續(xù)的、全球性的競(jìng)爭(zhēng)。礦工投入的成本和獲得的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)形成了一個(gè)經(jīng)濟(jì)博弈體系。在這一機(jī)制下，惡意行為者試圖篡改歷史記錄的成本（重新計(jì)算并超越最長(zhǎng)鏈所需的算力）將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其潛在的收益。

這種最長(zhǎng)鏈原則和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在全球無(wú)須許可的環(huán)境下，歷史記錄的自動(dòng)、持續(xù)延伸和不可篡改性，這是真正「無(wú)需信任」的公共基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵飛躍。比特幣的經(jīng)濟(jì)模型設(shè)計(jì)是其長(zhǎng)期穩(wěn)健性的基石，通過(guò)預(yù)設(shè)的減半機(jī)制，每四年將礦工的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)減半，越挖越少直至最后無(wú)限接近零，使其總供應(yīng)量嚴(yán)格限制在2100萬(wàn)枚。

這種設(shè)計(jì)哲學(xué)，完美地將比特幣定位為「數(shù)字黃金」，通過(guò)稀缺性確保其作為長(zhǎng)期價(jià)值存儲(chǔ)的地位，就如過(guò)去的白銀和黃金的流通功能。

05

后期至今：區(qū)塊鏈與可編程時(shí)代

2013年，一名參與比特幣社群的程序員Vitalik Buterin，向比特幣核心開(kāi)發(fā)人員主張比特幣平臺(tái)應(yīng)該要有個(gè)更完善的編程語(yǔ)言讓人開(kāi)發(fā)程序，但未得到同意。這哥們因此決定開(kāi)發(fā)新的平臺(tái)以太坊。

以太坊的核心貢獻(xiàn)是引入了智能合約（Smart Contracts）和以太坊虛擬機(jī)（EVM）。智能合約將區(qū)塊鏈的能力從簡(jiǎn)單的價(jià)值轉(zhuǎn)移擴(kuò)展到執(zhí)行復(fù)雜、預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)邏輯（「代碼即法律」）。EVM則作為一個(gè)去中心化的全球計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了圖靈完備性，允許開(kāi)發(fā)者構(gòu)建幾乎任何類型的應(yīng)用邏輯，徹底突破了比特幣的腳本限制。

通過(guò)這種技術(shù)抽象，以太坊成功地將底層共識(shí)與上層應(yīng)用邏輯分離，提供了一個(gè)通用的計(jì)算層，為后來(lái)各種幣的出現(xiàn)打開(kāi)了通道。

以太坊采用賬戶模型（Account Model）來(lái)維護(hù)全局狀態(tài)，與比特幣的模型不同，賬戶模型更利于表達(dá)復(fù)雜的合約狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。以太坊還引入了Gas機(jī)制——一種貨幣化工具，用于計(jì)量并限制每項(xiàng)計(jì)算操作消耗的資源，用戶必須為智能合約的執(zhí)行支付Gas費(fèi)用，這不僅確保了網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用，也為礦工或驗(yàn)證者提供了補(bǔ)償，從而維持了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

以太坊迅速爆發(fā)，成為僅次于比特幣的第二大加密貨幣。

2019年之后，區(qū)塊鏈技術(shù)朝向可擴(kuò)展性與效率瓶頸的突破方面。為了解決高能耗和低效率問(wèn)題，許多新的公鏈和以太坊本身轉(zhuǎn)向了權(quán)益證明（Proof-of-Stake, PoS）。這一機(jī)制將安全性錨定于網(wǎng)絡(luò)參與者抵押的資產(chǎn)價(jià)值，而不是算力。其他共識(shí)變體，如委托權(quán)益證明（DPoS）和各種BFT變體，則在速度和去中心化程度之間進(jìn)行權(quán)衡，廣泛應(yīng)用于高性能公鏈和許可鏈中。

此外，分片技術(shù)與新的底層架構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和交易處理分割成更小的、可并行處理的單元，以提高整體吞吐量（例如以太坊長(zhǎng)期路線圖中的分片思路）。而新型單片鏈則通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共識(shí)算法和要求更強(qiáng)大的驗(yàn)證者硬件，來(lái)嘗試實(shí)現(xiàn)高吞吐量。

06

隨著這些技術(shù)的完善和成熟，以及去中心化經(jīng)濟(jì)思想的傳播，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了無(wú)數(shù)的加密貨幣，以至于很多具有名望的人都定義一個(gè)什么貨幣去出售。

可知的比較被認(rèn)可的流通在市場(chǎng)中的加密貨幣有比特幣(BTC):最早的加密貨幣，市值最大，被視為「數(shù)字黃金」，供應(yīng)量有限；以太坊(ETH):一個(gè)智能合約平臺(tái)，支持開(kāi)發(fā)去中心化應(yīng)用（DApps）；幣安幣(BNB):由加密貨幣交易所幣安推出的代幣；泰達(dá)幣(USDT):一種與美元掛鉤的穩(wěn)定幣；狗狗幣(DOGE):最初作為一種玩笑出現(xiàn)的加密貨幣；艾達(dá)幣(ADA):以研究和科學(xué)方法為基礎(chǔ)的區(qū)塊鏈平臺(tái)；索拉納(SOL):以其高交易速度和低交易費(fèi)用而聞名；瑞波幣(XRP):專注于跨境支付和金融機(jī)構(gòu)；萊特幣(LTC):是一種較早的比特幣分叉幣，具有更快的交易確認(rèn)速度。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的加密貨幣正在顛覆傳統(tǒng)的貨幣流通體系，改變?nèi)藗兊慕?jīng)濟(jì)觀念，比特幣幾乎實(shí)現(xiàn)了奧地利經(jīng)濟(jì)學(xué)派對(duì)完全自由化競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的貨幣理想，區(qū)塊鏈正在從一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新演變?yōu)槿驍?shù)字主權(quán)和金融基礎(chǔ)設(shè)施重構(gòu)的核心力量。