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2.1 揭开区块链的神秘面纱

区块链的概念最早于2008年在比特币创始人——中本聪的论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)中首次提出。区块链可以理解为一种公共记账的技术方案,其基本思想可以这样理解:通过建立一个互联网上的公共账本,由网络中所有参与的用户共同在账本上记账与核账,每个人(计算机)都有一个一样的账本,所有的数据都是公开透明的,并不需要一个中心服务器作为信任中介。

2.1.1 去除中介,建立信任的区块链

就像人们很容易忽略看不见却片刻不可或缺的氧气一样,人们也经常忽略市场经济中一样至关重要的东西,那就是“信任”。

假如没有信任,那么任何交易都不可能成立。你到菜市场买菜,如果怀疑蔬菜中农药含量过高,你就不会跟那个菜贩子交易;你到小店买矿泉水,假如店员质疑你给的是假钞,就不会把矿泉水卖给你。

传统经济是熟人经济,交易规模仅限于村镇范围内比较熟悉的人之间,除了交通因素外,“信任”也是很大的因素。一旦超出熟人范围,信任成本急剧增大,将阻碍交易的发生,限制交易范围的扩大。此外,不同种族、民族、文化、宗教信仰,等等,都会形成信任的鸿沟。

陌生人之间由于缺乏相互了解,缺乏必要的信任,交易难于发生。市场经济却是大量发生在陌生人之间。市场经济之所以发生、发展,在于诞生了新的机制,解决了陌生人之间的信任问题。

到目前为止,解决信任问题的最重要的机制就是“信任中介”机构和模式。你和陌生人都信任的第三者是信任中介,政府是信任中介,银行是信任中介。你把辛苦生产出来的商品卖给一个陌生人,收到几张花花绿绿的纸钞,如果没有发钞银行的信用、政府权威的保证,你是不会接受纸钞的。

到了如今全球村时代、互联网时代,你把商品卖给甚至永远不会见面、千里之外的陌生人,没有信任中介的保证,交易更是不可能发生。支付宝承担起信任中介的作用,所以淘宝等电商在短短十几年间快速繁荣起来。

信任中介在整个庞大的交易体系中扮演着一种中心化的重要角色。这是一种中心化的机制或模式,已经存续了几千年,帮助人际间降低信任成本,从而促进交易的发生、交易频率的增加、交易范围的扩大。

然而,信任中介本身也是需要成本的,而且常常还很巨大。当然交易成本中不全是信任成本,但信任成本占了很大一块。

如果有什么办法能取消或者大幅降低这种信任成本,那么普通大众的交易费用可减少,可享受的福利大幅增加。在互联网时代,区块链技术上场了。

区块链本质上是一种解决信任问题、降低信任成本的信息技术方案。区块链技术的应用,可以取代传统的信任中介,颠覆传统上存在了几千年的中心化模式,在不需要中心化信任中介的情况下,解决陌生人间的信任问题,大幅降低信任成本。

这也是几乎所有关于区块链的介绍文章中都会提到的“去中心化、去信任”的意思。这里实际上理解成“去除信任中介”,就会容易明白得多。

区块链技术所改变的不是去除信任,而是将传统交易中对中心化的信任、中介的信任,变成对区块链系统本身、对于记录在区块链上的数据的信任。区块链通过技术手段,解决了信任问题,不需要第三方,就可以通过数据块的模式互相验证,达到无法篡改、无法作恶的目的。因为系统会自动比较,会认为相同数量最多的账本是真的账本,少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。在这种情况下,任何人篡改自己的账本是没有意义的,除非你能够篡改整个系统里面的大部分节点。对于一个由成千上万个、分布在全球各个角落的客户端组成的区块链系统,除非某个人能控制世界上大多数的电脑,否则不太可能篡改这样大型的区块链。

在区块链上记录的每一笔交易,都保持真实可靠,同时公开透明,能够被其他人查看(但交易者个人或机构可以是匿名的),所以不需要了解和信任陌生交易对手,只需要看到区块链上交易对手的货币、资产等本身是可信的,就可以放心地交易。这里不需要任何信任中介,也就是所谓的“去信任”的真正含义。

假如未来普遍使用区块链技术,今后你不用再去银行证明你的收入和资产,不用去派出所证明你是否已婚,不用让单位人事证明你的雇佣关系,不用再去盖各种各样的红色公章,不用再去跟各式各样的人打交道……所有这些都记录在不可篡改的区块链上,在你需要和授权的时候,全世界都能成为你的证人。

2.1.2 区块链的定义

我们用一个故事来阐述区块链的定义。假如你现在在上大学,寝室是标准的四人寝,除了你之外还有小李、小张和小赵三个室友。平时你们内部的活动很多,于是经常会有人垫付饭钱、车费,还有水电费。大家发现,如果每次消费后,都要一一计算结账非常麻烦,于是你们决定采用记账的方案。于是乎,你们买了一个公共的账本,本次产生消费后,就由付钱的人在账本上记清楚,谁应付给自己多少金额。如此一来,只要每月月末统一结算即可,大大节省了时间精力。时间一长,你们发现在纸上记账还是麻烦,于是改成在电脑种建立一个Excel表格。

问题是,如果你们寝室里有个人不厚道,偷偷修改账本怎么办呢?例如小李把自己要付的钱记在了小赵头上。如果这个问题不能解决,那这个账本的信用将会大打折扣。

区块链采用的解决方案就是,给四个人每人都配备一个账本。需要记录时,就由对应的操作人高喊交易内容,广播给寝室里的所有人。

例如,小李高喊,“小李需要支付给小赵30元”,然后寝室里其他人听到了,就在各自的账本上记下,“小李需要支付给小赵30元”。如此一来,就算小李故意使坏,把自己要付的钱记在别人身上,那也只能是篡改自己的账本。这样到月底时,小李的账本和其余三个人的对应不上,便能知道小李的账本有问题。

但这个系统仍然存在一个问题,那就是如果小李恶作剧,不负责任地乱喊“小赵需要支付给小李100元”。如此一来,很可能会有不明真相的舍友记录下来。因此,分布式的账本还有一个急需解决的问题,如何确认收到的这笔交易记录是否有效?

这个问题在纸质账本里很好解决,那就是在每一条记录后由需付款的一方加上自己的手写签名,以示自己认可这笔记录。这个思路换到计算机中就是数字签名,所以我们要求每一笔记录后面都要由需付款的一方加上自己的数字签名。数字签名就是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串,这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。它是一种类似写在纸上的普通的物理签名,但是使用了加密领域的技术来实现。

从字面上看:区块链是由一个个记录着各种信息的小区块链接起来组成的一个链条,类似于我们将一块块砖头叠起来,而且叠起来后是没办法拆掉的,每个砖头上面还写着各种信息,包括谁叠的,什么时候叠的,砖头用了什么材质,等等,这些信息没办法修改。

从计算机上看:区块链是一种比较特殊的分布式数据库。分布式数据库就是将数据信息单独放在每台计算机中,且存储的信息是一致的,如果有一两台计算机坏掉了,信息也不会丢失,我们还可以在其他计算机上查看到。

总的来说,区块链就是一种去中心化的分布式账本数据库,按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,以密码学保证数据不可篡改和不可伪造的分布式账本。

2.1.3 区块链和比特币

比特币(Bitcoin,代号BTC)是世界上第一大虚拟货币,区块链是比特币的底层技术。对于这个世界来说,比特币是一个基于密码学的数字货币,而区块链是一种价值传递的协议,这两者是有本质区别的,因为一个是数字货币,一个是价值传递的协议。

为了更方便理解比特币和区块链,先给大家举一个例子,西太平洋地区有一个小岛,这个岛上的居民用石头当货币,这些石头并不是什么宝石,就是普普通通的岩石。有的时候石头太重了,根本搬不动,岛上的人在交易的时候,就会把全村人都喊到石头现场来,指着石头说这块石头现在开始归谁了。这个办法之所以行得通,主要得益于两点:一是这个岛上的人口很少,总共只有六千人;二是这个岛上的石头总量有限,谁也人工造不出来。

现在我们就用这个岛上的石头和比特币来做一下对比,看看有什么共同之处。首先,比特币的总量也是有限的,总共只有2100万枚,这是比特币创始人中本聪设计出来的,他建立了一个数学方程式,简单地说就是一道数学题,只不过这道题的特殊之处在于它不止一个正确答案。

为了更好理解,我们假设它有2100万个正确答案,只要有人算出一个正确答案,电脑系统就会自动奖励给这个人一枚比特币,即使所有的正确答案都被计算出来,市面上也只有2100万枚比特币,比特币的总量就是这样被保证的。这种用电脑去计算正确答案的过程,就是我们常说的“挖矿”。这和西太平洋小岛上的石头是一样的,总量就那么多,人工制造不出来。充当货币的第一个特征就是要总量有限,这样才能保值。

再来说一下区块链,当我们计算出来了一个比特币的正确答案,系统奖励给我们的这枚比特币,其实就是一串基于密码学运算出来的复杂代码,一枚比特币就是唯一的一串代码。有人会说,既然是电脑代码那就可以复制,这个问题怎么解决呢?这就用到了区块链技术,区块链技术的内部算法异常复杂,现在我们只需要搞清楚它的工作原理。系统今天把这串代码转移到了你的账户上,对于这个事件,系统会告诉这个区块链上所有的账户,就是说每一个账户里面都有记录这个事件。或者说,每一枚比特币目前在哪个账户里面,哪一天又转移到另一个账户里面去了,所有玩家的账户里都有记录,如果你从A代码那里复制一串代码出来,把它支付到老李的账户里面去,那么所有的账户都知道你那一串代码是复制出来的,因为他们都知道这个A代码现在正待在老张的账户里面,根本就没动。再比如说岛上居民老李今天卖了一头牛给老张,然后老张就带着全村人儿到石头那儿去,指着石头就说:“这块石头以前有一半儿是属于我的,那么现在我就把这一半儿转移给老李。”这样交易就完成了,从此以后老张就再也不能用这块石头去买别人家的东西,因为全村人都知道,上次他已经把这半块石头转移给老李了,这就是最原始的人肉区块链。

于是有这么一位天才大神“中本聪”(网名),他和一群志同道合的网友,通过论坛、电子邮件的形式互相探讨,最终把比特币发明出来了。其实在这之前,也有类似的发明,但是因为并不完善,而中本聪解决了技术、模型等诸多问题,使比特币最终成为加密货币的最新成果。

2009年1月3日,中本聪发布了开源的第一版比特币客户端,并通过“挖矿”得到了50枚比特币,由此产生的第一批比特币区块被称为“创世区块”。比特币的发明就是基于区块链技术,区块链就是比特币的底层,比特币作为货币是区块链的应用之一。

比特币发明之后,很多人参考比特币中的区块链实现,使用类似的技术实现各种应用,这类技术统称为区块链技术。用区块链技术实现的各种链即为区块链。事实上,区块链相关技术在此之前已经使用,中本聪提出的比特币概念的创新之处在于:从经济运行角度构建了一套能够完美融合这些技术的体系,实现了技术与经济的完美融合。

2.1.4 区块链和以太坊

我们先看看以太坊是什么?

以太坊是一个建立在区块链技术之上的去中心化的应用平台,它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。可能这里大家有些糊涂,不妨这样理解:以太坊就是区块链里的安卓(Android),它就是一个开发平台,让我们可以很方便地基于区块链技术编写应用程序,比如大家熟悉的发币,就是通过以太坊这个主链,根据以太坊的平台来编译其他数字货币程序。

在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:复制一份比特币代码,然后去改底层代码,如加密算法、共识机制、网络协议等(很多山寨币就是这样,改改代码就出来一个新币)。而以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只需专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈,有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。

那什么是智能合约呢?以太坊上的程序称之为智能合约,智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景。

在比特币脚本中,比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备,让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序。以太坊的本质是一个编程可视化而且操作简单的区块链,允许任何人编写智能合约和发行代币。和比特币一样,以太坊也是去中心化的,全网共同记录以太坊的所有情况,而且公开透明、不可篡改。

那你还是想问,以太坊和比特币的不同之处在哪?通俗地讲,你可以把以太坊理解成能够编程的区块链,它提供了一套完备的脚本语言,后续的开发人员可以直接在这个基础上进行编程,由此降低了区块链应用的开发难度。这样的逻辑就好像在手机安卓系统上准备好了应用接口,用户直接开发App就可以。从以太坊诞生之初到现在,以太坊上已经诞生了几百个应用。

2.1.5 关于“挖矿”的原理

“挖矿”就是利用专业计算机,对数字账本进行记账的行为。作为矿机贡献算力的回报,区块链网络会根据矿机提供的运算能力的大小发放相应的数字货币作为奖励,这个过程就被称为挖矿。简单来说就像在算一道数学题,谁能算得又快又好,并且算对了,就会获得比特币的奖励,而获得比特币奖励的人就被称为“矿工”。比特币发展到现在,已经不是以小博大的时候了。要知道,投资建设一个专业“矿场”投入金额往往需要数百万、上千万。而比特币越到后期越难挖,也就是说挖矿机构的投资回报比会随着时间流逝变得越来越低,甚至不少挖矿机构可能会出现无法收回成本的情况。

具体来阐述原理,就需要从比特币区块链系统采用的PoW(Proof of Work,工作量证明)共识机制说起了。这里讲一个故事来阐述PoW共识机制。有一个村子,这个村子里很多事情都需要大家一起决策。比如某天,村长需要全体村民一起决策今天中午村里的大食堂是包饺子还是擀面条。通常,我们能想到的方法就是投票——每个村民一票,少数服从多数。但是有些村民并不想在食堂吃饭,所以他可能会把票送给别人,这样就有可能会导致不公平,在食堂吃饭的大多数人可能没有实现他们的愿望。

于是村长换了一种办法,他在10点50分的时候,用大喇叭给全体村民广播:大家来选择食堂中午是做饺子还是做面条,想来食堂吃饭的人,就去食堂门口推那个巨大的石头,到了11点整,石头被推到了大门东边,中午就吃饺子;石头被推到了大门西边,中午就吃面条。

于是想去食堂吃饭的人就跑去推石头了,出力多的人群最终实现了自己的愿望,出力少的人群也心甘情愿,因为村里一直都是这样的规矩。

这个故事讲了一种实现人群共识的方式,我们可以叫它“工作量证明机制”。利用出力的多少,来证明自己的选择意愿。

区块链系统能够让所有人的账本保持一致。这种让所有节点数据保持一致的机制,我们称之为共识机制。采用不同的共识算法,能够实现不同性能的共识效果,其最终目的都是保持数据的一致性。

在比特币系统中,记录交易是系统工作的基础方式。在比特币区块链系统中,区块是记录交易的最基本容器。在比特币中目前区块大小限制为1MB。由于区块的大小有限制,因此每个区块所能容纳的交易数量也是有一定限制的。目前比特币系统规定平均每10分钟产生一个区块,因此,矿工工作的方式实质上就是在10分钟内收集网上产生的所有交易,然后将交易填到一个区块里。每一个矿工都把自己收集到的交易和自己该获得的收入填好了,那么,到底谁的记录才会被大家认可呢?比特币就采用工作量证明机制,让矿工间互相竞争求解一个数学题,谁先解出来了,谁的区块就会被所有人认可。就好像每个矿工都在努力地推那个巨石,一旦石头把自己记录的那一页账目压住了,他就大喊一声,“我的工作量证明成功了,你们快来看!”全体矿工就都过来把那一页账目抄写一份,贴在自己账本的最后面,然后又开始新的记账过程。周而复始,生生不息,账本一页一页地增加,越来越厚。

中本聪决定采用工作量证明机制的时候,出发点是避免系统受到攻击。中本聪认为,如果一个攻击者想用搞乱账本的方式来进行攻击,那么他就需要足够的计算能力,也就是说,他要比大多数推石头的人的力量更大。

这就如同有10个人共同见证了两个人的交易,并一起确认这笔交易的合法性,同时每个人都维护了一份账本,这笔交易会记录到每个人各自维护的同一套账本上,如果有人要违约或篡改交易数据,他需要同时改掉至少6个人的账本(少数服从多数)。否则如果只改自己的那一份账本,别人很容易就看出他的作弊行为。这样,他就需要付出巨大的成本,但是换回的收益并不足以抵消成本,因此攻击者是没有攻击比特币系统的经济学动力的。

总结一下,挖矿就是比特币世界里的矿工确认每一笔交易是否合法,并将合法的交易写入到统一的公共账簿上,同时会获得一定的新比特币和交易费的奖励的过程。奖励是为了鼓励更多的矿工加入进来,确保不会出现某一个节点独断专权的情况,至于奖励给哪一个矿工,这就要看谁的工作量更多了。

那么如何证明谁的工作量最多呢?其实也很简单,在比特币的世界里,就是大家共同去解同一道数学题,这道数学题需要一定的计算量才能做出来,而率先得到答案的矿工就是最终的胜出者,分享最终的奖励。

一旦一个矿工成功挖矿,其他矿工很快就能验证是否成功,一旦验证通过就会将区块放入自己维护的区块链中,并赶紧投入到下一次的挖矿,不带有一丝一毫的犹豫。如此激烈的竞争伴随的结果就是每个矿工都不断提升自己的计算机性能,结果就是大家的挖矿设备都不断升级,以至于现在的矿场都是紧挨发电厂,并开始使用专用芯片挖矿。专用芯片在计算比特币问题的能力上是普通CPU(中央处理器)的数万倍。

这里其实还有一个问题,就是如果有两个矿工A和B同时计算出结果怎么办?这个时候就会出现分叉,也就是说区块链的末端区块存在分歧了,其实这只会临时出现,并不会长久存在。原因是一旦其他矿工确认了本次矿工A挖矿成功,就会投入到下一次挖矿,如果其他矿工又挖矿成功了,这条区块链路(矿工A)就会比另一条区块链路(矿工B)多出一个区块,区块链中的原则就是只认最长的链路,所以挖矿成功的矿工B很快就会舍弃之前的区块,以最长的区块链为准。

看到这里你就会明白,为什么会说挖矿浪费了很多算力和电力,因为胜出者只有一个,其他的矿工就相当于白忙活了,但是他们的计算机已经投入计算了,这笔算力和与之相对应的电力也就此浪费了。

2.1.6 一地鸡毛ICO

ICO(Initial Coin Offering,首次币发行),源自股票市场的首次公开发行(Initial Public Offering,IPO)概念,是区块链项目首次发行代币,募集比特币、以太坊等通用数字货币的行为。可以理解为,其他人或者其他机构为了某种目的创建一个新的区块链网络,在这个网络上流通使用新的货币。为了进行区块链网络建设,需要募集资金,募集使用的方法就是用将会在这个区块链网络上流通使用的代币按照一定的比例兑换比特币或者以太币。

以太坊的出现降低了ICO的门槛。以太坊推出了ERC 20 token标准(token,通常译为代币,或是一种权益证明)。这就让以太坊变得像是一个允许大家开发各种程序的开源安卓系统一样,以太坊也允许想做项目、需要钱的人去开发基于以太坊的token。token如果符合标准就可以公开发售,为项目筹集资金,而且这个发售的过程不需要第三方监督,可以自动完成。

投资人用真金白银买比特币和以太币,把币打到项目方公布的智能合约地址上,智能合约会自动把项目方发售的token发给投资人,这笔交易就算完成。token一路飙涨,这就让发ICO的人账面收益变得非常可观,毕竟他们持有token的成本几乎为零,很多项目还没开始做呢,只是写了一个白皮书,给大家讲了一个商业模式的故事而已。另外,在比较早的时候认购token的人,低买高卖,也赚到了差价,收割了一笔财富。一个接一个的暴富神话,让加密虚拟货币这种原本是圈内非常小众的东西,突然以一个致富捷径的形象曝光在了几十亿人面前。就像过去无数个被吹起的商品泡沫一样,它激发、利用了人性的贪婪与欲望,而贪婪与欲望也一步步地助长着它的气焰,最终走向疯狂。

2013年12月5日中国人民银行等五部委发布《关于防范比特币风险的通知》,强调“比特币不是由货币当局发行,不具有法偿性与强制性等货币属性,并不是真正意义的货币。从性质上看,比特币是一种特定的虚拟商品,不具有与货币等同的法律地位,不能且不应作为货币在市场上流通使用。”

2021年5月,中国互联网金融协会、中国银行业协会和中国支付清算协会联合发布公告,要求会员机构不得开展虚拟货币交易兑换及其他相关金融业务。当月,国务院金融稳定发展委员会也明确要求打击比特币挖矿和交易行为。

2021年9月24日,央行在其官网公布了《关于进一步防范和处置虚拟货币交易炒作风险的通知》,进一步明确了虚拟货币及其相关活动的属性,明确了应对虚拟货币交易炒作风险的工作机制,并提出加强对虚拟货币交易炒作风险的监测。

当前,虚拟货币市场鱼龙混杂,虽然有比特币、以太币等成熟案例,但其中也充斥了以“区块链+虚拟货币”的名义进行的非法集资、传销等违法活动。而反观市场,越来越多的对区块链所知甚少、风险承受能力较低的普通民众参与了进来。因此,为了保证金融市场的稳定,我国对虚拟货币的投资一直是明确的、一贯的,即对其加以诸多限定,不纵容投资者过度的“热情”,坚决打击交易炒作行为。 OwFdc4REc8YCjtg7bSlOFdQfRjC4P/GH2QCIrlKx8E5fuohq87y6SpQj5L5M5X/B

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