他山之石丨互聯網的貨幣層（下）

欄目介紹

Introduction

  技術的突破是推動區塊鏈行業前進的引擎，幣安中國區塊鏈研究院與鏈聞 ChainNews 同爲密切關注區塊鏈與密碼學等領域技術發展前沿的組織，故而聯合推出「他山之石」專欄，向中文世界讀者介紹全球範圍最值得關注的區塊鏈技術進展，以及在金融等產業最新的應用分析與動態，以期爲中國的區塊鏈行業「攻玉」提供借鑑和思考。

沉默的貨幣發展

比特幣對人類的任何發明都是不可知的，例如遺產機構、政府、中央銀行或公司。互聯網用戶可以按照自己的意願簡單地獲取、交易、持有和使用比特幣。沒有單個實體能控制該協議。它由開源軟件控制，該軟件由成千上萬的獨立節點運營並維護全網運作。

網絡中的計算機節點通過寫入或讀取交易在比特幣分佈式賬本中扮演兩種角色，稱爲時間鏈。比特幣的時間鏈是一串由區塊組成的鏈，它記錄了一系列交易信息，這些交易信息被一組稱爲礦工的計算機按時間順序記錄。

這項技術通常被稱爲“區塊鏈”，它更適合於那些試圖模仿抄襲比特幣的其他加密貨幣項目，“時間鏈”一詞更準確地描述了比特幣的分佈式賬本，因爲它與比特幣創建者中本聰使用的原始語義將聯繫在一起。

理性志願者的自由市場

礦機是指專用於將交易寫入比特幣賬本的特殊硬件的高性能計算機。在每一個區塊產生前都會產生一次公開的算力競賽，每個礦工都將大量算力用於需要強行破解的隨機字母數字字符串，以嘗試猜測類似於數字彩票的隨機代碼。

比特幣礦工對網絡的貢獻度以哈希率（算力）來衡量，該哈希率是分配給網絡的總計算能力的函數，該網絡算力目前正處於約 125.2EH/s 的歷史新高。

（圖：比特幣礦工需注意：無效區塊應被拒絕）

一旦網絡中的計算機找到了被稱爲“nonce”的隨機代碼，便證明礦工已經以能量和時間的消耗形式完成了足夠的工作。這通常稱爲工作量證明，它允許比特幣網絡中的所有計算機驗證系統是否公平公正。

然後，幸運的計算機（或礦池，通常會結合算力來提高效率）可以從稱爲“內存池”的隊列中收集一批未經確認的交易，並將其打包到一個區塊中，將該交易區塊永久寫入比特幣的分佈式賬本中。

比特幣賬本上記錄交易的權限，是礦工無法利用類似於政治影響力、等級制度或資歷等捷徑獲得的。每個向比特幣分佈式賬本添加交易信息的參與者都需要經過工作量證明來獲取信息，他們必須使用隨機數向網絡證明這一點。

作爲對網絡服務的回報礦工將獲得區塊獎勵，包括新產出比特幣的補貼（目前每區塊 6.25 個比特幣），以及通過比特幣轉賬交易結算用戶支付的交易費用。這是發行新比特幣的唯一途徑，而它必須通過可證明的能源支出（通過電力來產生算力）來賺取。

自 2018 年以來，比特幣已將世界轉變爲 exahash 計算時代。即便聚集了 500 臺世界上最頂級的超級計算機，它們總共將僅佔比特幣算力的 1.6％。這對於全世界的計算能力來說相形見拙，因此對比特幣網絡形成了強大的計算防禦機制，防止惡意參與者控制網絡進行比特幣雙花行爲，雙花行爲被認爲是一種攻擊，通常也被稱之爲 51％攻擊。

自我管理的計算生態

比特幣的分佈式賬本由加密技術保護和管理。無論世界上發生什麼，平均來說每 10 分鐘比特幣就會增加一個新的交易區塊。每次伴隨着新區塊的產生，幸運礦工都將獲得新的比特幣作爲補貼獎勵的形式。以前的區塊獎勵爲 50 BTC，根據協議規定在 2012 年、2016 年和 2020 年 5 月獎勵每次減少了一半，當前的區塊獎勵已減少至每區塊 6.25 個 BTC。此過程被稱爲減半。

減半事件將在比特幣區塊每產生 210,000 個新區塊發生一次，這是控制新比特幣發行的唯一規則。比特幣大約每四年將持續進行一次減半直到 2140 年左右挖出所有 2100 萬個比特幣爲止。

比特幣的發現率會隨着時間而減慢，直到最終變爲零。之後將不再產生新的比特幣。隨着比特幣大規模被人們所熟知其需求也逐步增加，比特幣的數量增加激勵了參與者的加入。新礦工被比特幣網絡的利潤吸引進行挖礦並參與出塊記賬行爲獲得有價值的比特幣區塊獎勵。

隨着越來越多的計算機加入網絡併產生更大的全網算力，比特幣會自動調整算力難度。大約每兩週（即 2,016 塊）基於一定時間內的算力大小，挖礦將變得更難或更容易。這是使比特幣區塊大約每 10 分鐘產生一個的最可靠方法，無論網絡的總算力如何都可以使區塊發行時間高度穩定且可預測。

走向通用的金融誠信

自 2009 年 1 月 3 日中本聰（Satoshi Nakamoto）挖出第一個區塊以來，比特幣價格上漲了 99.98％，並且從未驗證過惡意或錯誤的交易，這對傳統金融機構而言是前所未有的。

驗證比特幣交易信息是非常容易的。雖然在分佈式賬本上寫入新交易信息非常昂貴，但讀取它們以驗證分佈式賬本的完整性很容易，所有人都可以訪問。

完全驗證節點可以在功能並不那麼強大的計算機上操作，從而使覈實比特幣交易歷史變得輕而易舉。任何人都可以運行它們。這使得比特幣成爲安全不可逾越的堡壘，因爲每個人都可以檢查比特幣中曾經發生的每筆交易。這是一個可公開審覈的分佈式賬本。

礦工和全節點運營商自願運行與大多數網絡兼容的比特幣軟件客戶端。這維持了對網絡中共享規則（例如區塊大小）的普遍共識，該規則規定了礦工可以在一個區塊中包含多少筆交易。鼓勵大型礦工增加區塊的規模，以打包更多交易獲得更多獎勵，並提升新來者和小型參與者的成本。全節點驗證者會自願選擇運行該軟件的版本以保持較小的區塊大小，從而使每個人都可以進行驗證。

礦工必須與全節點兼容，才能對新打包的區塊進行驗證和確認。如果比特幣的區塊大小增加，則需要功能更強大的計算機來運行具有額外內存和帶寬的全節點，這將使得驗證過程中心化，尤其對於礦工來說需要增加系統內節點的信任程度。比特幣當前的區塊大小約爲 2 MB （理論上 SegWit 升級後的塊大小爲 4 MB），並且在過去曾多次受到挑戰。最嚴重的攻擊是在 2017 年以硬分叉的形式進行的，稱爲“Bitcoin Cash”或 Bcash （BCH），它複製了比特幣的軟件和交易歷史記錄，並調整了代碼以將區塊大小增加至 8 MB。

Bcash 之類的衍生偏離產品是比特幣開源性質所帶來不可避免的副產品，儘管這些分叉項目經歷了市場中的大幅折價，但任何人都可以創建比特幣時間鏈的分支。

解放現代資本市場

隨着互聯網使全球所有人之間的信息進行自由免費流通，比特幣正在解放資本交易並創造開放、公平和社會化的市場，任何人都可以參與。一些新創立的技術公司選擇專門建立在比特幣基礎層或閃電網絡協議之上，保護主權人民的資產更安全，同時更輕鬆地退出傳統銀行系統。

作爲最值得信任的代理商，建立在比特幣和閃電網絡之上的公司正在努力以道德爲原則和以安全性、可用性和主權爲核心加速用戶們的大規模使用。無論是從事非託管私鑰管理、閃電通道容量分配、協議實施還是點對點比特幣交換，比特幣本地公司都可以將資金從傳統銀行系統流入比特幣。

比特幣原生公司正在爲這種新的互聯網貨幣層創造巨大的經濟上行潛力，無疑他們將在未來 20 至 30 年內建立基於比特幣的經濟體系。

*“幣安區塊鏈研究院” *致力於打造基於區塊鏈技術的數字金融基礎架構與服務，並建立更開放、更包容、更安全的價值網絡生態；專注於區塊鏈技術的自主核心技術、行業應用和治理模式研究，使幣安學術研究成果走在區塊鏈科研的最前列。

我們爲從業者和開發者提供區塊鏈教育培訓認證、以及工具和資源。同時，我們將深度挖掘並投資優質生態夥伴，推動技術成果轉化，促進區塊鏈技術在實體經濟中的應用。

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