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电银付小盟主(dianyinzhifu.com):科普 | 密码学钱币的来源

admin2021-08-30246

电银付小盟主(dianyinzhifu.com):科普 | 密码学钱币的来源 第1张

在学习密码学钱币的过程中,最要紧的事就是明白 设计它们的目的 [1]。

密码朋克

自八十年代末以来,一个不断扩大的自由主义科学家、工程师、盘算机科学家、哲学家整体,便一直在讨论,如何在一个日益被盘算机和互联网掌控的天下中,用密码学来提高隐私性。他们被称为 “密码朋克(Cypherpunk)” [2]。

密码朋克整体从九十年代早期最先形成,一最先只是一个电子邮件列表 [3];在这个电子邮件组中,他们提媾和争论哪些系统能够实现他们的目的。这个目的自始至终只有一个:使用密码学在赛博空间中缔造出一种平安的环境,使其中的人能免受政府和企业的监视。

随着讨论和提议的推进,三大主题浮现出来:隐私珍爱(最初的目的) [4];在这个受珍爱的赛博空间里需要一种形式的钱币 [5];还需要智能合约 [6],让匿名的陌生人无需信托第三方就能在彼此之间执行买卖。

密码朋克所有起劲的愿望基础,都可以归结为这样一种基本的观点:信托最小化、制止需要信托的第三方 [7] [8]。

密码学钱币的先驱

在追寻可用于纯粹互联网环境的钱币的道路上,有几项功效不得不提。

DigiCash

DigiCash [9] 是电子钱币方面的最早实验。它诞生于 1989 年,是围绕买卖隐私来设计的。

DigiCash 的创始人是 Dabid Chaum [10],是密码朋克运动的先驱之一,他的理念是在公网中使用密码学来珍爱用户一样平常交流的隐私。

那时 DigiCash 还被选举加入银行,但随着 1998 年该项目的竣事,这种起劲也终止了。

DigiCash 的主要缺陷在于会受到金融机构的控制,由于它依赖于对合规的政府钱币的锚定来保持数字钱币单元的价值;而且,DigiCash 通过一种叫做 blind signature [11] 的手艺来珍爱隐私,但它需要运行在一个中央化控制的服务器上,因此治理这个服务器就变成了一个需要信托的第三方。

HashCash

HashCash [12] 则是密码朋克 Adam Back [13] 在 1997 年缔造出来的,本意是为了防止滥发邮件。它实际上不是一种钱币,也没想要确立一种互联网天下中的钱币。

不外,其底层的手艺就是强制盘算机在执行一个行动前必须做大量的事情,形式是循环盘算(computational cycles)。这种叫做 “事情量证实” [14] 的手艺厥后成了我们今日所知的密码学钱币的焦点。

BitGold

Bit Gold [15] 是 Nick Szabo [16](也是一位密码朋克)发现的;他在 1998 年发现了这个观点,又在 2005 年详细说明晰其内在。Bit Gold 是自力密码学钱币的第一个模子,它将两种理念连系了起来:使用点对点网络来维护一个分布式的账本 [17];基于盘算难题的事情量证实。

Nick Szabo 提供了这个系统运作的细节,还专门模拟了黄金,以黄金在现实天下中的生产、稀缺性和价值来指引这种钱币的运作。这也就是它的名字的由来。

Bit Gold 包罗了事情量证实机制,让介入者能够(用成本的方式)证实自己缔造出来、纯粹用作数字形式的钱币的器械,是有价值的。而且,它也需要事情量证实来形成一种分布式的时间戳,并使用节点网络来维护一套账户和 Bit Gold 余额的账本;两者的连系形成了一套产权系统 [18],让用户能持有、跟踪和转移他们的钱币。

Bit Gold 的另一个创举是使用前一个事情量证实的效果作为谜题,介入下一波 Bit Gold 的生产。这种设计使得系统的运作最终会形成一串已解决的谜题的链条,异常相似于今天我们在密码学钱币行业里说的 “区块链”。

这个链条也是介入者磨练他们买到、收到的钱币是不是伪币的最简朴的方式。

Bit Gold 的另一个主要特征是,它不仅使用事情量证实作为价值的基础元素,还使用一个 “Bit Gold market” 来形成此类不均一的证实(irregular proofs)的价钱,以是,价值不等的证实可以搭配组合成通用的单元(generic bundles),让这种数字商品加倍标准化和可交换。

就像现实天下中的金锭,基于这些搭配而成的通用单元,一个 token 的系统确立了起来,这种资产也变得可支解、可转让,也更适合在数字经济体中使用。

点对点网络的共识机制防止了串谋攻击和双重破费(double spend),只要系统中腐蚀的节点不跨越 33%,就能保证平安性。这在盘算机科学内里叫做 “拜占庭容错” [19]。

拜占庭容错问题是说,若是 33% 的节点运营者都赞成攻击网络,好比一起重组买卖的历史,他们就可以这样做,由于在一个完全分布式、去中央化的系统中,没有办法能阻止和控制这样的流动。(译者注:这里注释得太粗拙了。)

虽然 Bit Gold 在那时是一个异常先进的提议,但它也有弱点。若是没有一个卖力治理的第三方,Bit Gold market 就异常难实现;另外,点对点网络无法应对 33% 的串谋攻击。

B-Money

紧随 Bit Gold, 另一位赛博朋克 Wei Dai [21] 在 1998 年稍晚时刻提出了 B-money [20] 。这一方案不仅有密码学钱币,还加入了一些基本形式的智能合约。

B-Money 也使用节点网络来维护分布式的账本,账本纪录了账户和余额;介入者们也在自己的电脑上执行事情来证实他们投入了大量的盘算资源来确立这种钱币。

这种钱币的价值会凭据盘算资源市场的市价来确定,而节点网络会通过给确立者的账户增添余额来奖励他们。

B-Money 的第二部门是加入了托管代理人,让网络介入者想缔结智能合约的时刻,买卖能获得保障。

B-Money 在那时可能并没有启动,由于缺乏方案差别部门的实现细节,也由于,维护分布式账本的节点网络无法容忍跨越 33% 的拜占庭错误。

RPOW

RPOW [22] 是 “可重用的事情量(Reusable Proofs of Work)” 的缩写,诞生于 2004 年,由 Hal Finney [23] 提出(又是一位密码朋克!)。RPOW 使用了一个差别的方式来实验解决历史性的拜占庭容错问题:介入者各自确立事情量证实(就跟 Bit Gold 一样),但他们会通过一个新闻系统来直接向另一个用户转移这些证实,而不会使用一个点对点的节点网络来维护一个账本。

这个系统的焦点是一个验证服务器,由于介入者会向其他人转移 PROW,新的买卖就需要新的事情量证实,而中央服务器只需要验证这些证实是真实的。

虽然这个系统使得用户之间直接转移价值成为了可能,并用这种形式解决了拜占庭容错问题,但它的弱点就在谁人中央化的验证服务器上,纵然可以用一组相互自力的验证器来治理,仍然有中央化的风险,由于用户必须信托这些验证器。

划时代的比特币

如你所见,所有这些先驱,都有这样那样的弱点。要么是依赖于中央化的服务器、要求信托某个第三方,要么是其账本的共识机制无法抵制介入者节点的小整体串谋。

待到比特币 [24] 在 2009 年横空出世之时,中本聪 [25] 为之引入了一个充满智慧的创新,使之成为了革命性的手艺。它集大成地汇集了已往所有的解决方案,并使它们相互增强,在解决上述问题上获得了极大的改善和显著的提升。今天,我们管这些创新叫 “中本聪共识” [26] 。

在中本聪共识中,点对点网络中的所有节点都将新的事务(transaction)转发给所有其他节点;然后,所有节点都以这些事务,加上前一个区块的信息以及一个时间戳,作为下一个事情量证实的谜题;谜题的解有最低的难度门槛;任何一个节点只要找到了相符这个门槛的效果,他就把效果广播给所有其他节点;节点收到事情量证实之后,基于系统的算法和他们已经掌握的事情量证实链条,各自验证所受到的事情量证实的有效性;通过验证之后,所有的节点就为谁人最先解决难题的家伙的账户增添余额;增添的数额,也是凭据比特币的钱币政策预先约定好的 [27] 。

云云以来,比特币就保证了 token 的价值,不仅由于钱币政策缔造了稀缺性,也由于,为了缔造新币,就必须支出大量的盘算事情量。

事情量也是解决上述点对点网络 33% 拜占庭难题的要害。比特币算法要求的最低难度门槛,暗示着所有节点必须(平均)破费 10 分钟来解决一个难题,当某个节点发现并发出效果之时,由它所破费的时间(长于或短于 10 分钟),就向网络中的其他人保证了所有其他介入者也都在配合解决这个难题 [28] 。(译者注:若是某些人不再介入解决这条链的难题,而去解决另一条链的难题,那这条链的难题就没法在 10 分钟内解决了。事情量证实就是认同的证实。)

不外,若是某人获得了网络中跨越 50% 的盘算气力,他们在制造区块这一点上仍然可以跨越其他节点,从而仍然有伪造账本的可能。这就是通常说的 “51% 攻击”。

因此,中本聪共识的提升是,它将共识的平安性门槛从 33% 提高到了 50%,现在,无论哪个串谋的节点整体,要想伪造账本,都必须拥有整个系统的跨越 50% 的算力。

云云一来,比特币就成了第一个乐成的 [29]、获得普遍使用的纯数字钱币,就像数字天下的黄金。不外,下一步,智能合约,就是它无法到达的了,由于它的内部设计也有局限性 [30]。

以太坊上的智能合约

若是说比特币是一个袖珍盘算器,以太坊就是一台盘算机。

以太坊 [31] 由 Vitalik Buterin [32] 在 2015 年 提出,使用了与比特币同样的基础,也就是中本聪共识,再加上分布式的账本,另有一种作为钱币单元的 token;然则,以太坊加入了一个虚拟机 [33] 和一种编程语言,来打开这种钱币的可编程性。(译者注:这里说以太坊使用了中本聪共识是不准确的,以太坊的共识算法是 GHOST 规则。)

换句话来说,以太坊支持智能合约。

以太坊的事情原理是,它使用事情量证实来生产包罗了事务的区块,而网络中的所有节点都来验证区块和事务,但账本不仅纪录账户合约,还存储一经上链就最先去中央化运行的程序。

这些程序,就像任何软件一样,可以确立规则和执行事务的条件,让价值能在全球化的网络中转移。

举例而言,以太坊上的简朴程序可以有:

集成去中央化运行的程序的能力,为去中央化应用(“dApp”)[34] 提供了可能,这些应用可以运行在这样的系统上,并具备与区块链同样的平安功效。

权益证实

由于密码学钱币是开源的公共系统,这些系统也可以被拷贝、加以调换,实现成完全别样的系统。许多企业和盘算机科学家一直想做的,就是让密码学钱币不再以事情量证实为焦点价值和平安系统,而迁移到另一种基础上。

对事情量证实的指斥之一是,它耗费了太多的能量 [35],对环境不友好。然则,比特币挖矿已经在全球范围内形成了伟大的规模 [36],而且,约莫 77% 的挖矿流动都是用可再生的能源 [37]。实际上,随着可再生的能源变得加倍廉价,比特币挖矿流动会加速迁移到使用可再生能源 [38]。

此外,许多新近启动的网络,从比特币和以太坊的模子出发,加入了许多功效和修改,好比以权益证实(PoS) [39] 作为共识机制。其他他们实验添加的功效包罗投票决议系统(译者注:指链上治理,用投票来决议协议往哪个偏向改善)、可作为投资财源的 “国库”(译者注:指在协议的运行中向介入者收取资金,交由中央化的机构来分配),另有账本的支解化(人们管它叫 “分片”)来提升性能。

这样的例子有:Polkadot、Cardona、EOS、TRON 另有 Tezos。所有这些系统都能在 CoinMarketCaps.com [40] 上找到。

哪怕以太坊也正在迁移到权益证实机制 [41]。

权益证实取消了盘算事情的需要,因此也取消了能源支出,代之以节点运营者的平安保证金。这些以系统的内置钱币形式显示得平安押金,就叫 “stake”。

所有存入了押金得节点都具有网络事务并在账本上公布的权力。公布区块后,这些验证者们就加入了一个彩票系统,用抽奖来决议谁能获取当前区块的奖励。这样做也使得其钱币模子异常相似于 PoW 系统。

虽然我以为权益证实系统没有那么平安 [42] [43],但这内里也存在 “可扩展性” 的权衡。事情量证实系统更平安,但(以买卖吞吐量计)可扩展性差一些,权益证实则反之。

这种显著的互补性,也正是一种可能性:最终这些手艺会集成到一个更大、更可扩展和更平安的系统中 [44]。

什么不是密码学钱币?

第二件主要的事是明白 什么不是密码学钱币。

事情量证实和权益证实系统都被归类为密码学钱币,由于它们的终极目的都是最小化对第三方的信托需要,无论它们采取了什么样的路径。

需要信托的第三方就是平安漏洞,由于他们掌控着人们的钱币、财富、小我私家数据,在中央化的服务器里治理着一切,他们既有可能被入侵,也可能直接介入敲诈 [45]。换句话来说,他们无法保证产权账本、余额、买卖和智能合约的不能篡改性 [46]。

由于上述理由,凭据界说,那些由中央银行来缔造和治理的钱币(好比 CBDC [47]),就不是密码学钱币,哪怕他们模范了所有的外观。

同理,那些私有的钱币方案也不是密码学钱币。好比 Facebook 的 “Diem”(之前人人所知的 “Libra” [48])以及稳固币 [49](好比 Tether、USD Coin,另有 DAI)。由于它们将金融机构、中央银行、政府支持的法币等风险引入了系统,与密码朋克的初始愿景南辕北辙。

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网友评论

8条评论
  • 2021-01-16 00:08:13

    承袭开放证券理念推出STS智能买卖服务给你九分,怕你骄傲

  • 2021-01-30 00:10:12

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  • 2021-02-12 00:01:25

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