【研报精选】比特币的过去,现在和未来(二):中本聪其人

Mirror2023-02-17 tarihinde yayınlandı2023-02-17 tarihinde güncellendi

Özet

中本聪的第一个被记录下来的踪迹可以追溯到 2008 年,虽然在许多公开的帖子中,这位匿名人士(也许是匿名人士团体)漫不经心地表示他在 2007 年就已经开始开发叫做 “比特币(Bitcoin)” 的项目了。想象一下,2007 年,这地球上的某个地方,某人已经开始开发比特币了。

中本聪其人

名字,域名和主机

中本聪的第一个被记录下来的踪迹可以追溯到 2008 年,虽然在许多公开的帖子中,这位匿名人士(也许是匿名人士团体)漫不经心地表示他在 2007 年就已经开始开发叫做 “比特币(Bitcoin)” 的项目了。想象一下,2007 年,这地球上的某个地方,某人已经开始开发比特币了。

但是,真正被记录下来的故事始于 2008 年 8 月 18 日,那一天,有人使用互联网服务 anonymousspeech 注册了一个 网站bitcoin.org(此网站现已不存)。顾名思义,这种服务允许用户匿名地注册域名并支付费用。

那么中本聪在 2008 年是如何匿名地支付域名费用的呢?

那时候,anonymousspeech 接受邮寄到他们工作地点的现金支付,以及 e-gold 支付。因为 2008 年以前的电子货币实验的连续性,许多人认为,中本聪使用 e-gold 买到了这个域名。(译者注:2008 年以前的电子货币实验,见前篇。)

有趣的是,虽然我们不知道中本聪的法律身份,但是 anonymousspeech 给每个客户都分配了一个 ID,因此我们发现中本聪还买了另一个域名,是 netcoin.org,我们可以假设,那时候他不确定要给自己创造的东西安什么名字。

那中本聪是怎么匿名为主机支付费用的呢?

主机(hosting,托管网站的服务器)的信息也在 anonymousspeech 手上(现在已经关闭了),从现实的角度看,中本聪会使用类似的服务来为自己的主机支付;也许自建主机太危险了,而且为了保持绝对的匿名性,他也会倾向于购买主机。

白皮书

10 月 31 日,中本聪的白皮书发表,首次展示了比特币工作的实际方式和技术细节。中本聪在一个叫做cryptography(密码学) 的邮件组 —— 这个邮件组其实是 密码朋克 邮件组的精神后裔,后者早在多年以前就关闭了 —— 里面说:

“我一直在开发一种新的、完全点对点的电子现金系统,无需信任第三方就可以做。论文地址是 bitcoin.org/bitcoin.pdf”

—— 中本聪

中本聪在邮件组中提到的比特币的主要特征有:

重复花费是靠点对点网络来阻止的;

整个网络不存在一个中心点,也没有需要参与者信任的团体;

参与者可以是匿名的;

新的货币靠 HashCash 形式的工作量证明来产生;

用于创建货币的工作量证明也会被整个网络用来防止重复花费。

- 中本聪的第一条消息 -

我们来分析一下这篇论文的摘要:

摘要. 一种完全点对点的电子现金,将允许一方直接向另一方发送在线支付,而无需经过第三方金融机构。数字签名提供了一部分的解决方案,但其主要优点,将会因为需要一个被信任的第三方来防止重复花费而失去。我们提出了一种使用点对点网络来解决重复花费问题的方案。整个网络为交易标记时间戳、将交易放置在一条连续的、由基于哈希函数的工作量证明组成的链条中,从而形成一条只有通过重算所有工作量证明才能改变的记录。最长的链条不仅是被认可的事件的顺序的证据,也是它们来自最大的 CPU 群体的证据。只要大部分的 CPU 算力掌握在不会串谋攻击网络的节点手上,他们就能产生最长的链条并挫败攻击者。网络只要求最基本的结构,消息会在节点间 尽可能多 地转发,而且节点可以随意离开和进入网络,他们可以把最长的链条作为自己缺席期间发生的事件的证据。

- - -

中本聪的白皮书没有处理诸如通胀、中央银行、电子黄金之类的主题。论文完全中立,避免了政治上的关联,表达的是一种纯商业性的论点。但是,在别的互联网帖子中,中本聪展示了自己的密码学无政府主义师承。另一个有趣的点是,在论文中,中本聪专注于解决 重复花费 问题,完全将必要的技术当成是理所当然的东西,例如:

“…… 数字签名提供了一部分的解决方案 ……”

—— 中本聪

中本聪没有在这份文件中解释诸如比特币的智能合约语言(Script)之类的重要概念,也没有讨论 2100 万 BTC 的货币供应量限制,更没有提到增发速度定期减半的机制。

中本聪的邮件收到的一个回复表达了明显的怀疑,类似于:“听起来很棒,但是行不通,它的吞吐量不够大。”

时间链和中本聪的错误

blockchain(区块链) 一词并未出现在比特币白皮书中。相反,中本聪使用的是 chain of blocks(由数据块串成的链条)、chains of proofs of works(由工作量证明串成的链条) 以及 chain of hash-based proof-of-works(由基于哈希函数的工作量证明串成的链条) 来描述他的讨论对象。在代码中,他通常使用 timechain(时间链) 来指代区块序列。这个词单纯是用来指代区块的时间顺序的。但是,也有一些人,比如 Peter Todd(彼特·陶德),反对使用时间链一词,因为它会跟中本聪滥用的 timestamp(时间戳) 一词产生关联;时间戳的字面意思是 “保证特定信息在特定时间存在的戳记”,但中本聪把它当成了 “存在性证明(proof of existence)”。比特币不需要存在性证明,只需要唯一性证明,或者说排他性的存在证明(existence of non-alternatives)。

中本聪滥用了 时间戳 的概念,因为比特币不需要一个保证特定信息在某一个时间存在的戳记,而只需要唯一性证明。例如,要是我签名了两笔交易,第一笔断言明天会下雨,而第二笔断言明天会有好天气,然后我等到明天才揭晓对应的那一笔交易,这就违反了交易的唯一性,这是在重复花费。彼特·陶德正确地指出,更合适的术语是 一次性密封(single-use-seals) ,而不是时间戳。Giacomo Zucco 建议把唯一性证明叫做 timesealing(时间密封)。不过,我们可以原谅中本聪的这个错误,因为在 2008 年,关于密码学时间证据的文献还没有出现;

CPU 一词在论文中常常出现。但是,现在你已经没有办法使用 CPU 来挖矿了,因为 CPU 的专业性太差了。CPU 可以做所有运算(模拟任意图灵机),但 GPU 的效率更高,因为它可以只做某一些事,例如视频游戏和 3D 渲染。后来,我们又从 GPU 挖矿转向了 FPGA(通用制作的可编程主板),再转向 ASIC(专用型集成电路),这些 ASIC 是纯为比特币挖矿而设计的(没有任何别的用途)。不过,这不算是中本聪的大错,因为 TA 不可能预见未来 14 年的技术进步。

2010 年 7 月 18 日,第一个使用 GPU 挖矿的区块出现。

中本聪在论文里常常提到最长链,但这是一个错误,因为假设我们只使用这条规则,那么我们可以回到创世区块,使用 ASIC 在 10 分钟之内挖出比现在的比特币区块链更长的链条;因为那时候的挖矿难度非常低,而这么快的挖掘速度不会触发难度调整。解决这个问题(也是中本聪的源代码中的错误)的办法是检查 最重链(heaviest chain),也即积累了最多工作量证明的链条,这可以靠将链的长度乘以每个区块的难度系数得到。

中本聪在论文中不严格地使用 node(节点) 一词,描述的是参与挖矿、管理钱包、验证共识和参与点对点连接的节点。时间推移之后,节点的含义变得更加具体:举个例子,参与挖矿的节点不再使用通用的(常常用于验证共识)的软件,转而使用专门为挖矿而设计的软件。而我们的家用计算机里的节点也不再挖矿,仅仅验证共识和交易;我们手机中的钱包也不验证共识,仅仅用于生成私钥和交易。甚至更进一步,专门的签名设备(也即硬件钱包)甚至连交易构造、手续费估计和资金选择都不做,只做交易签名。

关于 SPV(简易支付验证)节点,中本聪认为并非每个人都需要下载全部区块,有些人只需要下载区块头就够了(区块头中包含了区块内交易的默克尔树根)。只要确认一笔交易在默克尔树根中,就足以相信它是存在的,并因为可以信任矿工而合理假设它是有效的;如果某人发现了一笔无效交易,TA 可以播报错误,其他人可以下载完整的区块。问题在于,如果某个恶意节点为所有的区块报告了错误,那么每个轻节点都会下载所有区块,然后变成一个全节点。

在区块内,所有的交易都是公开的,但其隐私模式是新的:每个人都能看到交易,但交易的主人的真实身份是未知的,因为暴露出来的只是交易参与者的公钥。也正因此,隐藏公钥与真实身份之间的关联,变得很重要。作为一种额外的安全措施,为每一次交易使用一对新的公私钥,是一种好习惯(实际上也就是避免重复使用相同的地址)。中本聪说:“某些关联是不可避免的;当一笔交易有多个输入时,这自然而然会暴露交易的所有输入资金都属于同一个人”。但在现实中,并不绝对如此,因为多人可以将他们的多个输入放在同一笔交易中。后面我们介绍 “CoinJoin” 概念时就会讲到。

白皮书没有介绍我们今天所知的比特币:它没有提到 2100 万 BTC 的供应量限制、增发速度定期减半机制、UTXO 集、智能合约编程,也没有提到自动化的难度调整。Bitcoin 0.1 软件并不是从白皮书中产生出来的;白皮书仅仅是为了介绍一个重大问题(重复花费)的解决方案。

- - -

创世区块与 Patoshi

一群密码学家表示,在 2008 年 11 月,中本聪联系了他们,并给他们提供了代码副本用作私下评审;这份代码跟 2009 年 1 月发布的公开代码非常相似。

这份秘密代码有两个有趣之处:

1.它实现了一种点对点的扑克游戏(后来移除了,完全集中在比特币上)

实现了一种使用复杂的商家声誉系统的去中心化市场(后来也移除了,以保证代码完全集中在比特币上)

2,2009 年 1 月 3 日,第一个比特币区块挖出:源代码于 1 月 9 日在 Souceforge 网站上发布,但从 2008 年 11 月以来,这份代码已经在各种圈子里流流传。第一个挖出的区块也叫 “创世区块”,是正式的起点,它标注的日期为 2009 年 1 月 3 日。而在这个区块中,中本聪写道:

“The Times 03/Jan/ 2009 Chancellor on Brink of Second Bailout for Banks(泰晤士报 2009 年 1 月 3 日刊 财政大臣即将释放对银行的第二批救助)”

- 泰晤士报(译者注:原文为 “New York Times”,为事实性错误。应为 “Times”) 2009 年 1 月 3 日的头版 -

这版泰晤士报还有一些有趣之处:

1.一位名为 Gordon Ramsey(高登·拉姆齐)的先生为自己的餐厅榜单打广告:外出就食,最低只需 5 英镑(这 14 年来的通货膨胀多么可怕!)

2.底部有啤酒广告:一杯只售 1 英镑

3.以色列(Israel)军队开进加沙地带(Gaza)。中东地区无休无止的战争,跟 “石油美元(petrodollar)” 有关吗?也许真有什么阴谋。

所有这些,在中本聪那里的目的是什么?显然,一方面是表达对货币议题和经济危机的关注,另一方面是表明他和其他人早在 1 月 3 日就开始挖矿了;第一个区块不是在代码公开的几周前创建的:就是在 2009 年 1 月 3 日创建的。同时,这也是一个证据:证明无论是他还是其他人,都没有为了某种好处而准备隐藏的工作量证明。这还没完,在挖出第一个区块后,中本聪得到了一些比特币,但这些比特币并没有被花掉,因为 —— 它们是不可花费的!所有这些因素都展示了中本聪本人的超然和清白。

据说中本聪给自己挖出了 130 万 BTC,但没有证据;而且这种说法也是毫无根据的、完全不可能的。这种传奇故事来源于 Sergio Lerner(塞尔吉奥·勒纳)在 2013 年的研究,他研究了早期区块以及这些区块是如何处理 nonce 的。每一个比特币区块都有一个区块头,包含多个字段:数据、前一个区块的哈希值、难度、区块内所有交易的默克尔树根,以及 nonce。nonce 是一个无意义的数字,改变这个字段的数值可以改变区块头的哈希值;矿工会一直试验不同的 nonce,以使自己的区块产生符合当前网络难度要求的哈希值(即获得工作量证明)。

现在的 ASIC(挖矿设备)已经不再使用 nonce 这个字段了,因为它的长度太短,矿机很快就能搜索完全部可能性(而可能依然找不到符合难度的工作量证明)。现在的 ASIC 会微调 coinbase 交易,以获得额外的可能性和随机性。

塞尔吉奥检查了所有区块,他注意到一些连续的区块的 nonce 并不是从 0 开始的,而是在已经得到验证的区块的 nonce 值上递增。因此,塞尔吉奥发现,很有可能某一个人在 2009 年挖出了非常多的区块,获得了 130 万 BTC。这个人的行为展现出了一种模式,所以塞尔吉奥称 TA 为Patoshi。

主要的反对意见并不是质疑 Patoshi 的真实性(TA 很有可能存在),而是认为 Patoshi 不是中本聪。我们来看看反对者的证据:

中本聪花了很大力气,运用泰晤士报的头条来证明创世区块的公平性;这清楚地表明,他不会 “吃独食”;

在源代码没有传播开来的时候(还没有在 SourceForge 网站上发布的时候),中本聪没有再挖掘过任何区块;

中本聪利用自己挖出的区块的 coinbase 交易,将比特币发送给 Hal Finney(哈尔·芬尼)的时候,其区块并不符合 Patoshi 模式(而且很明显)。

最后一篇帖子、最后一次分叉、告别

2 月 11 日,中本聪在 “P2P Foundation” 论坛(https://p2pfoundation.net/)创建了一个账号,将 Roosevelt(罗斯福)没收黄金的日子定为自己的出生日期,将 Nixon(尼克松)终结金本位的年份定为自己的出生年份。

在他的第一篇帖子中,他说自己已经开发出了一种完全去中心化的、点对点的电子现金,并给出了指向 bitcoin.org 的跳转连接,还补充了一句:

“传统货币的主要问题在于它们的运作所需的信任因素,你需要信任中央银行不会滥发货币,但法定货币的历史满是这种信任遭到背叛的例子。”

—— 中本聪

从此,中本聪的语气开始变得更有政治味儿。

现在有人说中本聪的想法只是允许自然的在线支付(类似于 PayPal),然后才建立起关于通胀和价值存储的所有论述。这种说法绝对错误:白皮书保持着科学的优雅,但中本聪的真实动机和观念,都散布在互联网上。

10 月 29 日,中本聪被一些开发者说服,将 Bitcoin 软件的代码从 SourceForge 迁移到 GitHub 上,因为 GitHub 更适合于 Linux 操作系统。Gavin Andresen(嘉文·安德烈森)主持了这次迁移,很快,其他重要的开发者也在 GitHub 上加入了它们。11 月 22 日,Bitcoin 论坛迁移到了一个新的叫做 “BitcoinTalk” 的论坛,由用户 theymos 和 cobra 运营。

在这一时期加入的开发者中,一位来自谷歌的开发者 Mike Hearn(麦克·赫恩)提出了比特币的 绝对标准化,作为对抗国家权力封禁威胁的一种保护措施。嘉文·安德烈森也成为了这项策略的一个坚定支持者。

同时,中本聪给代码作了一些变更:

1.2010 年 7 月 28 日,他主持了一次软分叉,修复了 OP_RETURN 中的一个 bug(尚未被任何人利用),该 bug 将允许任意人花费任意比特币。OP_RETURN 本身是一个可用来加入最多 100 字节的数据的操作码。

2.2010 年 7 月 31 日,他主持了另一次软分叉:一些用户在升级时遇到了问题,于是中本聪移除了两个操作码,然后通过一次硬分叉,引入了 OP_NOP,这种操作码不会触发任何行为,但未来的软分叉就可以利用它,执行新的行为了。

3.后续的另一次硬分叉,将 脚本签名(scirptSig) 和 脚本公钥(scriptPubKey) 的求值分割开来。这两者是比特币的价值转移系统的两个关键元素。脚本签名是比特币交易中的一些代码,包含了交易参与者的数字签名,以及验证交易合法性所需的其它信息。而脚本公钥则是交易的输出中的代码,指定了花费该输出中的资金所需满足的条件。脚本公钥和脚本签名两者一起构成了比特币的花费机制,保证了只有真正的比特币所有者能将资金转移到别的地方。中本聪发现的 bug 允许人们随意花费明明不属于自己的比特币;

4.8 月 15 日,人们发现了另一个 数值溢出 漏洞。这个漏洞非常危险,因为输入一个超过限制的数值会产生另一个意料之外的数字。利用这个 bug 的操作持续了 51 个区块,产生了 1845 亿 BTC。中本聪注意到了,于是通过回退这 51 个区块来重启比特币区块链。这里不想为他辩护,但这是发生在比特币刚启动不久的事,所以完全是情有可原的。

5.9 月 7 日,另一次软分叉发生,添加了单个区块内的签名验证操作不得超过 2 万个的限制;如无此限制,可以创建一笔让节点崩溃的交易,因为交易可以要求验证极多的签名;

6.9 月 12 日,中本聪主持了另一次软分叉,添加了区块体积不得超过 1 MB 的限制;

2010 年 11 月 27 日,一位来自捷克共和国、名为 Slush 的开发者,创建了 Slush Pool,实质上提出了 “矿池” 的原始概念。矿池是由多个矿工组成、合力挖掘相同区块的系统;实际挖出区块的矿工将与同矿池内的其他人共同分享奖励。(Slush 也是硬件钱包品牌 Trezor 和 SatoshiLabs 的创始人。)

9 月 12 日之后,中本聪的故事就告终了。不过,还发生了两件大事:

2010 年 12 月 11 日,中本聪发出了他的倒数第二条公开消息:有人在一份报纸(Business Insider)报道称 WikiLeaks(维基解密)正在讨论以比特币接收资助的可能性,因为他们被 Visa 和 Mastercard 审查了。中本聪的回应是正式要求维基解密不要迈出这一步:

“维基解密捅了马蜂窝,蜂群冲着我们来了。【我呼吁维基解密不要尝试使用比特币。比特币只是一个还处在起步阶段的小型实验性社区。现阶段你只能得到一些零钱,但你带来的压力有可能会摧毁我们。”

—— 中本聪

中本聪指出,“就当下而言” 比特币还太小,不可能直接对抗美国政府。

2010 年 12 月 12 日,18 时 22 分 33 秒,中本聪发出了最后一条公开消息,他说:“还有好多工作要做呀。” 在一份日期为 2011 年 4 月 23 日的邮件中,中本聪向麦克·赫恩表示他希望指定嘉文·安德烈森作为他的精神继承人(可惜的是,这个日期没有密码学证据)。

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