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再論比特幣

2021年3月13日

之前我寫過一篇關於比特幣的博客文章,但是後來感覺不成熟的想法太多所以刪掉了。近期比特幣因爲劇烈的價格波動再次爲人矚目。所以我就萌生了再次寫一篇文章的想法,好好梳理一下我對這個問題的觀點。

基本原理

比特幣的原理如果要展開說的話,少說是一篇論文,多的話可以寫成一整本書。如果你有興趣詳細瞭解的話,我可以推薦兩個資料,其一是比特幣的發明者「Satoshi Nakamoto」,也即「中本聰」最初發表的論文:《比特幣:一種點對點電子貨幣系統》;其二是普林斯頓大學公開課所提供的免費教科書稿Bitcoin and Cryptocurrency Technologies。我對比特幣的認知也都來自這兩份資料。

不過,在這裏,我們不妨簡化一下,比較比特幣和我們更熟悉的支付寶。支付寶的後臺是個分佈式數據庫,我們的賬面金額就存在其中。這個數據庫由螞蟻金服管理,並且和銀行的結算系統對接。可以這麼認爲:我們在支付寶上的餘額,本質上就是存在支付寶數據庫當中的一個數字而已。不過,因爲有央行,還有中央政府的監管,這個數字不能隨便修改,這保證了我們資金的安全。

但是比特幣的情況就不一樣了,它希望創造出安全的電子貨幣系統,同時,這個系統還得是「點對點」的。也就是說,這其中,既不能有央行,也不能有中央政府。和支付寶一樣,比特幣也是一個分佈式數據庫,比特幣就是存在裏面的一個數字。但是,這個系統每一個人都可以加入,也就是說,任何一個人不需要任何許可認證就可以運行比特幣系統中的一個節點。

這種每個人都能加入的分佈式數據庫是之前從未有過的。現在比特幣的完整節點大約有上萬個。這上萬個節點如何保證一致就是一個巨大的問題。一個電子貨幣系統,其所依賴的數據庫中的數據必須是一致的,否則就會出現,在A的數據庫節點裏,A有10個比特幣;而在B的數據庫節點,A有5個比特幣,這樣就亂了,系統也會瓦解。

傳統的分佈式系統利用共識算法解決一致性問題,諸如Paxos、Raft,但是這些算法不會考慮惡意節點,而比特幣必須要考慮惡意節點,因爲世界上肯定會有壞人。也有共識算法考慮了惡意節點的問題,比如PBFT算法,但是這些算法安全的前提是系統中的壞人不超過三分之一,因此比特幣也不能採用,因爲理論上壞人可以創造出無限個節點出來。

所以,比特幣採用了「挖礦有獎」的手段,用博弈論機制解決了安全問題。「礦工」們需要不停地用計算機計算無意義的數學問題。在比特幣中,這個數學問題是求SHA-256哈希值,如果要類比的話,就像計算圓周率到萬億位,這種數學問題毫無意義,但是卻要耗費不少電費。挖礦就像是一個計算力的競技場,獲得勝利的強者有權力向數據庫中寫入交易數據。如果他是好人,寫入的是正確的交易數據,就會獲得衆人的承認,被衆人擁戴,獲得來自比特幣系統的獎勵;反之,如果他是壞人,寫入的是錯誤的交易數據,衆人發現之後就不會承認他寫入的數據,這個礦工會白白損失電費,一無所獲。這種結合了數學和博弈論的共識算法叫做「工作量證明共識」,是比特幣的首創,可謂是偉大的創舉。

無中心的代價

比特幣之無中心,固然精妙,卻伴有巨大代價。爲了維持住這個無中心的系統,第一個代價就是巨量的能源消耗。前面已經提到了,比特幣爲了維持其系統,利用博弈論創造了一個計算力的競技場。而要計算,就必然要消耗能源。比特幣挖礦獎勵會逐漸和挖礦的電費消耗一致。因爲如果挖礦難度變小,前來挖礦的人就會變多,導致難度變大;而如果挖礦難度變大,挖礦的人就會變少,一部分人就會退出,使得挖礦的難度變小一點,最後能夠打到一個動態平衡。

今年年初,比特幣的價格飆升,因此,比特幣消耗的電量也就隨之激增,甚至達到了一箇中等國家的電量消耗。年初曾有新聞,根據劍橋大學替代金融中心的研究,比特幣網絡在挖礦中所消耗的電量,已經超過了阿根廷的耗電量。而且,這些電量沒有做任何有實際意義的計算,僅僅是爲了在這個算力競技場中擊敗競爭對手獲得來自比特幣系統的獎勵。

作爲電子支付系統,比特幣的效率低得驚人。一次交易,要經過差不多一個小時的時間才能算完成。這也就意味着一大批的交易任務不可能用比特幣來實現。另一方面,比特幣所能承載的交易量也非常小。現在,比特幣網絡在全球差不多有幾萬個節點,這幾萬個節點的交易數據庫都是相同的。也就是說,爲了實現一次交易,這筆交易要在整個互聯網當中複製數萬次乃至數十萬次。這在普通的分佈式數據庫系統中是難以想象的,通常的分佈式數據庫也不過會複製數份,最多也不會超過幾十份。而且,比特幣從創始之初,所有的交易數據都必須保存下來,這也就意味着必須維持很低的交易頻率,否則快速膨脹的交易數據會讓比特幣的交易數據庫爆滿。最後,比特幣的交易頻率限制變成了:全球所有比特幣用戶,每秒在比特幣上,一共只能進行7次交易。導致比特幣實用性進一步降低。

比特幣的開發者並非不知道這個問題。他們也設計了一些解決方案,比如說2017年的Segregate Witness方案,可以讓比特幣的交易頻率翻倍。此外還有閃電網絡方案,可以給比特幣「擴容」。這個技術非常有趣,只可惜,比特幣的世界似乎並沒有多少人關心技術。閃電網絡的用戶非常少,處境非常尷尬。而且,閃電網絡本身也並非沒有缺陷,存在着諸如拒絕服務攻擊之類的安全風險。

用一國之電力,支撐全球每秒數次交易,只爲解決無中心系統的信任問題。比特幣的代價之高昂至此。當今全球氣候問題早已岌岌可危,如果未來比特幣的價值繼續上漲,比特幣消耗的電量也將會繼續上升,恐將雪上加霜吧。

從無政府主義到金融投機

我此前就寫過一文,論及「密碼朋克」。因其中也有比特幣相關見解,故此處略去不表。只是現如今,比特幣早已失其舊時理想,成了金融投機的工具。

試舉一例:比特幣社區常有技術更新換代,例如Segregate Witness以及閃電網絡,然而每當各類「擴容」更新換代之時,比特幣價格並無多少波動,足見投資者不在乎比特幣的真正發展。此外,更有所謂「智能合約」現於當世,名爲「以太坊」。以太坊功能繁多,遠超比特幣,只可惜其價值也遠低於比特幣。

大多數用戶並不會獨立地運行比特幣錢包,因其門檻甚高之故。他們會把比特幣轉移到所謂「交易所」上。這令比特幣所謂「無中心」名存實亡。比特幣網絡雖號稱無中心,然而各類交易所即爲其中心,可對用戶爲所欲爲。亦不受管理,不像證券交易所。比特幣價格起起落落,狀若過山車,或許也因此而起。

而比特幣的種種特性,也令其成爲洗錢良方。有一類技術稱作「Bitcoin Mixing」,目的就是躲避追蹤。比特幣網絡上已經觀測到多起相關的洗錢案。從理想主義墮落之違法犯罪,不知比特幣早期的建設者觀現狀如此,會不會痛心疾首。

雖然比特幣價格在節節攀升,我卻只看到了可恥的墮落。

小結

比特幣不僅僅是軟件或網絡。它是meme,也是生命體。一旦問世,自會有人投資,也自會有人維護其代碼,碳排放也隨之而起。於是,大量資源被其裹挾,成 爲計算力賭場之一員,終日做無用功。

或許,當科技停滯,貧富懸殊,人類社會就將自然演化至現狀。時至今日,我已經可以論斷,比特幣於世界無益,而吾輩俱將受害。


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