第1章 區(qū)塊鏈簡(jiǎn)史

1.1 區(qū)塊鏈的史前時(shí)代

1.1.1 密碼朋克社區(qū)

“財(cái)政大臣正處于第二次救助銀行的邊緣”——這則2009年1月3日的《泰晤士報(bào)》頭版新聞被永久地記錄在了比特幣區(qū)塊鏈的創(chuàng)世區(qū)塊上，這意味著區(qū)塊鏈的海嘯巨浪已經(jīng)完全就緒，即將席卷全球。

海嘯一般是由海底地震引起的，在掀起區(qū)塊鏈滔天大浪之前的16年，這次海底地震就已經(jīng)在醞釀了。1992年，三位密碼學(xué)極客Eric Hughes、Timothy C. May和John Gilmore共同發(fā)起了大名鼎鼎的密碼朋克（Cypherpunk），并在隨后的10多年中，持續(xù)地影響著密碼社區(qū)的愛好者。

但是此時(shí)此刻，距離中本聰完成白皮書的時(shí)間還有十幾年，在這個(gè)“區(qū)塊鏈的史前時(shí)代”，又發(fā)生了哪些故事呢？還要從Hashcash[1]說(shuō)起。

Hashcash是一種依靠工作量證明的算法，它最初的用途是防止垃圾郵件的濫發(fā)。它的創(chuàng)造者是英國(guó)密碼學(xué)家Adam Back——密碼朋克郵件組中的一員。和此前提到的諸多相對(duì)陌生的名字不同，Adam Back在區(qū)塊鏈行業(yè)至今仍大名鼎鼎，因?yàn)樗麆?chuàng)建了Blockstream。而Blockstream公司主導(dǎo)設(shè)計(jì)了比特幣的Liquid側(cè)鏈和閃電網(wǎng)絡(luò)，并且是比特幣隔離見證技術(shù)Segwit的重要推動(dòng)者。

但是時(shí)間倒回Hashcash被創(chuàng)造出來(lái)的1997年，Adam當(dāng)時(shí)可能并沒有想設(shè)計(jì)任何一種加密貨幣，更沒有發(fā)射衛(wèi)星的想法（是的，Blockstream（圖1-1）于2018年在一顆人造衛(wèi)星上部署了比特幣節(jié)點(diǎn)），他可能只是單純地被垃圾郵件騷擾得不勝其煩，于是決心通過(guò)密碼學(xué)設(shè)計(jì)一種防止垃圾郵件的方案——工作量證明。

他利用加密算法SHA-1設(shè)計(jì)了一個(gè)郵件插件，每個(gè)發(fā)郵件的人都用CPU計(jì)算一個(gè)小題目，就像如今的比特幣挖礦一樣。因?yàn)椤邦}目難度”非常低，通常只會(huì)占用幾秒鐘的時(shí)間，對(duì)于正常使用者來(lái)說(shuō)，額外的幾秒鐘并不影響用戶體驗(yàn)。但是對(duì)于惡意濫發(fā)郵件者來(lái)說(shuō)，一封郵件消耗幾秒鐘，一口氣幾千封郵件就要消耗數(shù)個(gè)小時(shí)，這極大地增加了垃圾郵件濫發(fā)者的成本。

Hashcash雖然理論上可行，但是實(shí)際上并沒有普及、推廣開來(lái)，畢竟它要求足夠多人使用才有效。舉個(gè)例子，假如你的頂頭上司沒有安裝Hashcash插件，他向你發(fā)了一封郵件，你可以因?yàn)樗麤]有計(jì)算一輪SHA-1而拒收他的郵件嗎？顯然不可能，因此Hashcash沒能普及，到現(xiàn)在為止我們?nèi)匀蝗淌苤]件的騷擾。

Hashcash通過(guò)引入工作量證明成功對(duì)抗DDoS。這個(gè)理念是區(qū)塊鏈得以發(fā)展的重要基石，而且該理念也吸引了中本聰。比特幣正是基于這一機(jī)制，才能有效地對(duì)抗基于IP的DDoS攻擊，沒有走向彎路。在中本聰?shù)摹侗忍貛虐灼返牡?章中專門提到了Adam Back。其相關(guān)內(nèi)容是：為了能夠在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)用分布式時(shí)間戳服務(wù)器，我們必須使用像Adam Back的Hashcash那樣的PoW系統(tǒng)。

基于對(duì)密碼朋克社區(qū)中加密無(wú)主權(quán)理念的支持，美裔華人計(jì)算機(jī)工程師戴維（Wei Dai）在1998年發(fā)布了B-money的兩個(gè)協(xié)議[2]。戴維也是密碼朋克郵件組中的一員，而且他很有可能看到了Hashcash的嘗試。Hashcash也許并沒有想過(guò)要成為一種通行貨幣，但是戴維看到了PoW的成功之處，他認(rèn)為通過(guò)密碼學(xué)可以完成一個(gè)不受中心化機(jī)構(gòu)制約的電子貨幣。

B-money的第一個(gè)協(xié)議中設(shè)計(jì)了這樣的模型：假如Alice向Bob轉(zhuǎn)賬，Alice必須向全網(wǎng)廣播，并且使用私鑰簽名。這聽起來(lái)是不是很熟悉？沒錯(cuò)，這和比特幣的基礎(chǔ)理念非常相似。但是第一個(gè)協(xié)議并沒有成功，因?yàn)闆]有考慮雙花。假如Alice在極短的時(shí)間內(nèi)從兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)起轉(zhuǎn)賬，那么Alice就可以把1美元當(dāng)作2美元消費(fèi)。

于是戴維又設(shè)計(jì)了第二個(gè)協(xié)議，那就是引入“服務(wù)器節(jié)點(diǎn)”的概念——只有服務(wù)器才能記賬，普通用戶不需要記賬，隨后服務(wù)器之間再用網(wǎng)絡(luò)鏈接起來(lái)。用戶在發(fā)出B-money之后，由隨機(jī)的“服務(wù)器節(jié)點(diǎn)”來(lái)驗(yàn)證是否有雙花行為。同時(shí)，為了制約這些“服務(wù)器節(jié)點(diǎn)”，他還設(shè)計(jì)了抵押功能。這非常有趣，這個(gè)想法和如今的PoS或DPoS有些類似。

盡管B-money很不完善，也沒有付諸實(shí)踐，但是戴維仍然非常值得令人欽佩——他的這些想法至今還有人在嘗試。中本聰在《比特幣白皮書》中第一個(gè)引用的就是戴維的B-money（比錢）論文。有人甚至認(rèn)為比特幣（Bitcoin）的命名也受到B-money的深刻影響。B-money在密碼朋克社區(qū)引起了相當(dāng)熱烈的討論，也推動(dòng)了密碼朋克郵件組的其他嘗試，比如Nick Szabo。

Nick Szabo有兩個(gè)身份：計(jì)算機(jī)學(xué)家和密碼學(xué)家，并且在后來(lái)設(shè)計(jì)了“智能合約”這門技術(shù)；密碼朋克郵件組中的一員。智能合約是一個(gè)創(chuàng)舉，直接促成了以太坊的誕生，但在這個(gè)區(qū)塊鏈?zhǔn)非皶r(shí)代，我們暫且不表。Nick既是一位學(xué)者，也是一位理想主義者，從他在1998～2005年陸續(xù)發(fā)表的文章中可見一斑。他認(rèn)為傳統(tǒng)的紙質(zhì)產(chǎn)權(quán)非常容易被濫用或者偽造，完全依賴于對(duì)強(qiáng)權(quán)第三方的信任，因此他非常渴望通過(guò)一種強(qiáng)制手段保護(hù)個(gè)人的財(cái)產(chǎn)所屬權(quán)[4]。

于是Nick開始了對(duì)“數(shù)位黃金”（bit-gold）[5]的構(gòu)想。數(shù)位黃金是非常有創(chuàng)造性的，它引入了工作量證明的機(jī)制，每臺(tái)計(jì)算機(jī)去計(jì)算需要解出的難題，計(jì)算結(jié)束后，按照時(shí)間戳進(jìn)行排序，并通過(guò)拜占庭方式來(lái)防止雙重花費(fèi)。它和今天的比特幣有很多相似之處，甚至比B-money更像比特幣，但是它仍然沒有成功。

原因是它缺少基于算力的最長(zhǎng)鏈原則，數(shù)位黃金依賴網(wǎng)絡(luò)中的地址數(shù)量去進(jìn)行拜占庭共識(shí)，而比特幣依賴算力多少。如果依賴地址數(shù)量，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)很容易被惡意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行女巫攻擊，因?yàn)閯?chuàng)造新地址的成本是極低的，攻擊者可以很快擁有大量地址。

牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“如果說(shuō)我看得比別人更遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀！比绻f(shuō)中本聰看得比別人更遠(yuǎn)，那么密碼朋克社區(qū)的這些先驅(qū)就是巨人。比如Hal Finney，他是PGP加密的最初設(shè)計(jì)員之一，RPoW的創(chuàng)造者，也是除了中本聰之外第一個(gè)收到比特幣的人。正如前文所述，Hashcash、B-money以及bit-gold距離成功都只有幾步之遙。而Hal Finney又向成功推進(jìn)了一小步。

受到密碼朋克郵件組中Hashcash、B-money和bit-gold等諸多項(xiàng)目的影響，2004年，Hal Finney設(shè)計(jì)了一種名為可重復(fù)使用（RPoW）的Token，如圖1-2所示。RPoW解決了過(guò)去電子貨幣的一些問(wèn)題，比如不能重復(fù)使用。例如，之前提到的Hashcash，用戶計(jì)算一次就是一次，無(wú)法復(fù)用。而RPoW認(rèn)為，既然用戶計(jì)算出了一個(gè)難題，那他應(yīng)該獲得回報(bào)——比如一個(gè)RPoW Token。換句話說(shuō)，可重復(fù)進(jìn)行的挖礦概念誕生了。

有B-money和bit-gold的模式探索，又產(chǎn)生了RPoW的Token，再加上20世紀(jì)90年代Haber和Stornetta提出的時(shí)間戳技術(shù)。這個(gè)世界醞釀了這么久，只要再來(lái)一點(diǎn)顫動(dòng)，撼動(dòng)全球的大地震就要發(fā)生了！

1.1.2 經(jīng)濟(jì)危機(jī)與比特幣誕生前夜

2008年下半年是一個(gè)相當(dāng)難熬的時(shí)間段。2008年9月15日，當(dāng)時(shí)負(fù)債數(shù)千億美元的美國(guó)頂級(jí)投行——雷曼兄弟正式宣布破產(chǎn)！而這次破產(chǎn)非但沒有讓美國(guó)的次貸危機(jī)畫上句號(hào)，反而愈演愈烈。由房?jī)r(jià)持續(xù)上漲引出的垃圾債務(wù)，像連環(huán)炸彈一樣在傳統(tǒng)金融秩序下世界的每一個(gè)角落接連炸響。

金融危機(jī)從美國(guó)爆發(fā)，很快蔓延到全世界。英國(guó)也不例外，在2008年的這次金融危機(jī)中，英國(guó)幾大銀行損失慘重。在雷曼兄弟破產(chǎn)后的不到一個(gè)月時(shí)間里，擁有NatWest、Direct Line和Coutts的蘇格蘭皇家銀行股價(jià)下跌近40%，跌至15年來(lái)的最低點(diǎn)。其股票市值在過(guò)去一年中下降了80%以上。其他銀行的股價(jià)也全部急劇下跌，HBOS下跌41.54%，勞埃德TSB下跌12.93%，巴克萊銀行下跌9.24%[6]。

時(shí)任英國(guó)財(cái)政大臣的Alistair Darling不得不做出一個(gè)救助計(jì)劃，那就是通過(guò)政府去救助這些銀行，計(jì)劃拿出500億英鎊去購(gòu)買銀行的優(yōu)先股，然后拿出2500億英鎊去承銷這些銀行的中長(zhǎng)期債務(wù)。但是，在當(dāng)時(shí)來(lái)看，這第一輪救助并不足以將滿身瘡痍的銀行業(yè)拉回健康線以上，全球危機(jī)還在繼續(xù)發(fā)酵，這是全球傳統(tǒng)銀行秩序下的一個(gè)惡疾，任何單一地區(qū)和機(jī)構(gòu)都無(wú)法阻擋滾滾的寒冬潮流。

2008年10月31日是值得永久銘記的一天，密碼朋克郵件組中的很多成員收到了一封郵件，正是《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》[7]，和很多人猜想的不同，這封白皮書在當(dāng)時(shí)并沒有掀起軒然大波或者被頂禮膜拜，因?yàn)樗皇钦驹诰奕思绨蛏系牧硪淮螄L試。

Hal Finney是最欣賞比特幣的一位密碼朋克成員，他給了中本聰很多建議。為此，后來(lái)中本聰還專門轉(zhuǎn)給了Hal 10枚比特幣，完成了比特幣歷史上第一筆轉(zhuǎn)賬。加密社區(qū)似乎欣欣向榮，但是傳統(tǒng)世界就沒那么好過(guò)了。

2009年的到來(lái)沒能給寒冬帶來(lái)溫暖的氣息，很快第一輪救助的支撐開始乏力，財(cái)政大臣Alistair Darling不得不考慮第二次財(cái)政救助。于是在2009年1月3日《泰晤士報(bào)》的頭版頭條上刊登了一篇文章，文章的標(biāo)題正是本章開頭提到的：財(cái)政大臣正處于第二次救助銀行的邊緣。如圖1-3所示。

傳統(tǒng)金融界的寡頭和政客們此時(shí)正焦頭爛額，但是中本聰卻悠閑地把這則新聞?dòng)涗浽诒忍貛诺膭?chuàng)世區(qū)塊上。沒錯(cuò)，有可能顛覆傳統(tǒng)金融的新技術(shù)，即本書的主角——區(qū)塊鏈正式睜開了雙眼，即將席卷全球的滔天巨浪登場(chǎng)了！