1.2 比特币与中本聪

2008年，神秘人物中本聪（Satoshi Nakamoto）在一家隐秘的密码论坛提出了一种全新的互联网货币设计方案——比特币。该方案别具匠心地使用了P2 P 技术和不对称加密技术，人类历史上第一个真正具有金融意义的互联网货币得以诞生。

寻找中本聪

比特币的发明者中本聪是一个神秘人物。在中本聪在密码学论坛贴出他的研究报告之前，没有人知道他是谁。这样一个有着深厚密码学功底的人显然不可能是随便冒出来的，但是中本聪非常注意保护自己的隐私，其个人简介中显示他住在日本，他的电子邮箱来自德国的一个免费邮件服务站点，而他熟练的英语又让人觉得他是一个美国人，但他用的某些单词又是英式的拼法。

在一次关于比特币发展方向的争吵后，中本聪从社区中消失得无影无踪。不过不管中本聪到底是谁，我们已经可以停止追踪中本聪了，按照极客们惯常的说法：

“不管是谁写了代码，重要的是代码本身。就算有人在比特币交易中偷窃、欺骗，有人放弃了比特币，但是，代码就在这里。”

其实比特币的思想并不是一夜之间冒出来的。在20世纪，自由主义经济学家哈耶克、佛利德曼就提出过废除中央银行、去国家化、非主权货币的构想。1998年，东南亚金融危机肆虐时，Wei Dai在一篇论文中首次阐述了一种新的货币形态，建议通过采用加密学原理控制货币的发行和交易，而不是依赖于中央权威机构。

比特币从技术上实现了这一构想。

比特币的诞生

和实体货币不同，比特币是一种数字加密货币，其名字起源于中本聪文章的标题Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System，它不由任何机构发行，而是由计算机生成的一串串复杂代码组成。任何人皆可以参与比特币的活动，可以通过“挖矿”芯片的运算来获得比特币，比特币也可以在个人之间进行交易，而不需要经过银行、清算中心、证券商等第三方机构。

我们可以认为，到目前为止，比特币是区块链技术最成功的应用。而基于区块链的比特币，拥有以下四大跨时代的显著特点。

1.去中心化。比特币使用 P2P 技术，其发行机制不依赖于特定的中心机构，不管是银行还是大型公司，都无法掌控比特币的发行。

2.总量有限。比特币以一种递减的、可预测的速率产生，预计在214 0年达到210 0万枚的发行上限。由于上限固定，增速递减，所以从设计上来说，比特币具有通缩倾向，可以规避通胀。

3.匿名性。比特币依靠加密技术，实现了完全匿名的自由使用，通过一串加密地址进行交易结算，就算是政府也无法下令查封。

4.流通无界限。互联网的无界特征和比特币的开源特性决定了比特币的交易活动无界限。它让跨国交易不再受到国家或者银行的限制。

比特币的工作原理

其实要了解比特币，最应该知道的一个概念就是“挖矿”，它是获取比特币的方式，由于其工作原理与开采矿物十分相似，因而得此名，而进行挖矿工作的机器则被称为“矿机”。挖矿是指参与维护比特币网络的节点通过协助生成新区块来获取一定量新增比特币的过程。中本聪把通过消耗CPU的电力和时间来生产比特币，比喻成开采金矿时消耗人力、物力和时间来生产黄金。

具体而言，当有人在比特币网络中发起交易时，消息就会被广播到全网节点，这时需要有人对这次交易进行确认，确认的数据将形成新的区块，并串联到区块链中。在一个互相不信任的分布式系统中，该由谁来完成这件事情呢？是矿工。比特币网络采用“挖矿”的方式来解决这个问题。

回忆前面解释过的区块链数据结构，比特币实际上也同理。确认交易的过程就是计算哈希值的过程，全网矿工参与竞争，谁先算出哈希值，谁就能第一个将新区块加入区块链，从而享受这个区块的全部收益，而其他矿工将一无所获。一笔交易一旦被写入区块链，便无法更改了。

不是任意一个哈希值都可以被写进区块链，只有满足条件的哈希值才会被区块链接受，但这个条件特别苛刻。区块头包含一个难度系数（difficu lty），这个值决定了计算哈希值的难度。举例来说，第 100，00 0 个区块的难度系数是14484.16236122。区块链协议规定，使用一个常量除以难度系数，可以得到目标值，难度系数越大，目标值就越小。

哈希值的有效性跟目标值密切相关，只有小于目标值的哈希值才是有效的，否则无效，必须重算。由于目标值非常小，哈希值小于该值的机会极其渺茫，可能计算10亿次，才算中一次，这就是采矿如此之慢的根本原因。既然当前区块的哈希值由区块头唯一决定，那么要对同一个区块反复计算哈希值，就意味着区块头必须不停变化，否则不可能算出不一样的哈希值。

区块头里所有的特征值都是固定的，为了让区块头产生变化，中本聪故意增加了一个随机项，叫作Nonce。它是Number used once或Number once的缩写，在密码学中表示一个只被使用一次的任意或非重复的随机数值，矿工的作用其实就是猜出Nonce的值，使得区块头的哈希值可以小于目标值，从而能够被写入区块链。

不过Nonce是非常难猜的，目前只能通过穷举法一个个试错。根据协议，Nonce是一个 32位的二进制值，即最大可以到 21.47亿。第 100，000个区块的Nonce值是274，148，111，可以理解成：矿工从0开始，一直计算了2.74亿次，才得到了一个有效的Nonce值，使得算出的哈希值能够满足条件。运气好的话，也许一会儿就找到了 Nonce，而运气不好的话，可能算完了 21.47亿次都没有成功，这时协议会允许矿工改变区块体，开始新的计算。

为了挖到矿，参与处理区块的用户端往往需要付出大量的时间和算力。算力一般以每秒进行多少次哈希计算为单位，记为h/s，比特币网络的算力峰值已经达到了每秒数百亿亿次。一个区块的大小，按规定不超过 1 M B，每笔交易大约为50 0个字节，因此每个区块能写入200 0笔交易。最初每个区块的奖励是50个比特币，每隔 21万个区块奖励自动减半，即每 4年时间减半一次，最终比特币的开采总量为2100万个。

此外，系统每隔两周（即经过201 6个区块）会根据上一个周期的挖矿时间来调整挖矿难度，将生成区块的时间稳定在10分钟左右。如果这两周里，区块的平均生成速度是9分钟，就意味着比法定速度快了10%，因此接下来的难度系数就要调高 10%；如果平均生成速度是 11分钟，就意味着比法定速度慢了10%，因此接下来的难度系数就要调低 10%。历史上最快的出块时间小于 10秒，最慢的出块时间超过1个小时。

汇丰银行分析师Anton Tonev和Davy Jose曾表示，比特币区块链（通过挖矿）提供了一个局部的、迄今为止最优的解决方案：在分散的系统中验证信任。这就意味着，区块链本质上解决了传统上依赖于第三方的问题，因为这个协议不仅满足了中心化机构追踪交易的需求，还使得陌生人之间产生信任。区块链的技术和安全的过程使得陌生人之间在没有可信任的第三方时能产生信任。

是数字黄金还是泡沫

当比特币被类比为数字黄金的时候，无疑是在说它的保值功能。比特币只有21 0 0万个，因数量有限而具备稀缺性。随着交易费水涨船高，比特币的流动性似乎越来越差，作为储藏财富的手段，许多投资者认为黄金是一个好选择，而近年来比特币则受到青睐。一些市场观察者，如经济学家及诺贝尔奖得主罗伯特·席勒（Robert Shiller），认为过去比特币价格的快速上涨类似一场金融泡沫，同时在他看来，黄金在过去5000年来也一直处于泡沫之中。

不过高盛（Goldman Sachs）在2017年 10月发布的一份报告中表示，像比特币这样的加密货币并不是“新黄金”，尽管比特币的供应有限，也会由于地缘政治紧张而出现价格上涨的情况，但与黄金相比，比特币并不是一个很好的储值手段。其原因在于，人们用于存储加密货币的数字钱包，很容易遭到黑客攻击，加密货币也存在“重大的监管风险”，比如世界上一些国家都在最近禁止了加密货币的交易，并叫停了ICO。

而加密货币在其自身的发展中，也容易受到网络或基础设施风险的影响，2017年夏天比特币发生“硬分叉（hard fork）”，就出现了一种名为比特币现金（bitcoin cash）的新加密货币，随后又陆续出现了比特币黄金、比特币钻石等，加之上千种山寨币在过去几年疯狂爆发，比特币的涨势也有所放缓。黄金不会受到替代的投资产品的竞争，而比特币的竞争对手可能还有很多。

比特币和其他加密货币有两个大的问题：

第一，加密货币的发行机构不是国家或者国家认可的银行，也不是私人企业，或根本没有发行机构。而没有国家的背书，对用户接受和使用加密货币是有影响的。

第二，加密货币能够流通取决于其购买力的稳定性，波动过大的加密货币将没有作为流通货币的竞争优势。

而这两大问题恰恰是由加密货币的本质特点造成的。可以这么说，目前拥有比特币的人，除了少数人是爱好者之外，绝大部分人是投机者。

美国芝加哥大学法学教授Eric Posner是这么认为的：

“一个真正的庞氏骗局是存在欺诈的，而作为对比，比特币应该算是collective delusion（集体妄想）。”