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再论比特币

2021-03-13

之前我写过一篇关于比特币的博客文章,但是后来感觉不成熟的想法太多所以删掉了。近期比特币因为剧烈的价格波动再次为人瞩目。所以我就萌生了再次写一篇文章的想法,好好梳理一下我对这个问题的观点。

基本原理

比特币的原理如果要展开说的话,少说是一篇论文,多的话可以写成一整本书。如果你有兴趣详细了解的话,我可以推荐两个资料,其一是比特币的发明者“Satoshi Nakamoto”,也即“中本聪”最初发表的论文:《比特币:一种点对点电子货币系统》;其二是普林斯顿大学公开课所提供的免费教科书稿Bitcoin and Cryptocurrency Technologies。我对比特币的认知也都来自这两份资料。

不过,在这里,我们不妨简化一下,比较比特币和我们更熟悉的支付宝。支付宝的后台是个分布式数据库,我们的账面金额就存在其中。这个数据库由蚂蚁金服管理,并且和银行的结算系统对接。可以这么认为:我们在支付宝上的余额,本质上就是存在支付宝数据库当中的一个数字而已。不过,因为有央行,还有中央政府的监管,这个数字不能随便修改,这保证了我们资金的安全。

但是比特币的情况就不一样了,它希望创造出安全的电子货币系统,同时,这个系统还得是“点对点”的。也就是说,这其中,既不能有央行,也不能有中央政府。和支付宝一样,比特币也是一个分布式数据库,比特币就是存在里面的一个数字。但是,这个系统每一个人都可以加入,也就是说,任何一个人不需要任何许可认证就可以运行比特币系统中的一个节点。

这种每个人都能加入的分布式数据库是之前从未有过的。现在比特币的完整节点大约有上万个。这上万个节点如何保证一致就是一个巨大的问题。一个电子货币系统,其所依赖的数据库中的数据必须是一致的,否则就会出现,在A的数据库节点里,A有10个比特币;而在B的数据库节点,A有5个比特币,这样就乱了,系统也会瓦解。

传统的分布式系统利用共识算法解决一致性问题,诸如Paxos、Raft,但是这些算法不会考虑恶意节点,而比特币必须要考虑恶意节点,因为世界上肯定会有坏人。也有共识算法考虑了恶意节点的问题,比如PBFT算法,但是这些算法安全的前提是系统中的坏人不超过三分之一,因此比特币也不能采用,因为理论上坏人可以创造出无限个节点出来。

所以,比特币采用了“挖矿有奖”的手段,用博弈论机制解决了安全问题。“矿工”们需要不停地用计算机计算无意义的数学问题。在比特币中,这个数学问题是求SHA-256哈希值,如果要类比的话,就像计算圆周率到万亿位,这种数学问题毫无意义,但是却要耗费不少电费。挖矿就像是一个计算力的竞技场,获得胜利的强者有权力向数据库中写入交易数据。如果佢是好人,写入的是正确的交易数据,就会获得众人的承认,被众人拥戴,获得来自比特币系统的奖励;反之,如果佢是坏人,写入的是错误的交易数据,众人发现之后就不会承认佢写入的数据,这个矿工会白白损失电费,一无所获。这种结合了数学和博弈论的共识算法叫做“工作量证明共识”,是比特币的首创,可谓是伟大的创举。

无中心的代价

比特币之无中心,固然精妙,却伴有巨大代价。为了维持住这个无中心的系统,第一个代价就是巨量的能源消耗。前面已经提到了,比特币为了维持其系统,利用博弈论创造了一个计算力的竞技场。而要计算,就必然要消耗能源。比特币挖矿奖励会逐渐和挖矿的电费消耗一致。因为如果挖矿难度变小,前来挖矿的人就会变多,导致难度变大;而如果挖矿难度变大,挖矿的人就会变少,一部分人就会退出,使得挖矿的难度变小一点,最后能够打到一个动态平衡。

今年年初,比特币的价格飙升,因此,比特币消耗的电量也就随之激增,甚至达到了一个中等国家的电量消耗。年初曾有新闻,根据剑桥大学替代金融中心的研究,比特币网络在挖矿中所消耗的电量,已经超过了阿根廷的耗电量。而且,这些电量没有做任何有实际意义的计算,仅仅是为了在这个算力竞技场中击败竞争对手获得来自比特币系统的奖励。

作为电子支付系统,比特币的效率低得惊人。一次交易,要经过差不多一个小时的时间才能算完成。这也就意味着一大批的交易任务不可能用比特币来实现。另一方面,比特币所能承载的交易量也非常小。现在,比特币网络在全球差不多有几万个节点,这几万个节点的交易数据库都是相同的。也就是说,为了实现一次交易,这笔交易要在整个互联网当中复制数万次乃至数十万次。这在普通的分布式数据库系统中是难以想象的,通常的分布式数据库也不过会复制数份,最多也不会超过几十份。而且,比特币从创始之初,所有的交易数据都必须保存下来,这也就意味着必须维持很低的交易频率,否则快速膨胀的交易数据会让比特币的交易数据库爆满。最后,比特币的交易频率限制变成了:全球所有比特币用户,每秒在比特币上,一共只能进行7次交易。导致比特币实用性进一步降低。

比特币的开发者并非不知道这个问题。佢等也设计了一些解决方案,比如说2017年的Segregate Witness方案,可以让比特币的交易频率翻倍。此外还有闪电网络方案,可以给比特币“扩容”。这个技术非常有趣,只可惜,比特币的世界似乎并没有多少人关心技术。闪电网络的用户非常少,处境非常尴尬。而且,闪电网络本身也并非没有缺陷,存在着诸如拒绝服务攻击之类的安全风险。

用一国之电力,支撑全球每秒数次交易,只为解决无中心系统的信任问题。比特币的代价之高昂至此。当今全球气候问题早已岌岌可危,如果未来比特币的价值继续上涨,比特币消耗的电量也将会继续上升,恐将雪上加霜吧。

从无政府主义到金融投机

我此前就写过一文,论及“密码朋克”。因其中也有比特币相关见解,故此处略去不表。只是现如今,比特币早已失其旧时理想,成了金融投机的工具。

试举一例:比特币社区常有技术更新换代,例如Segregate Witness以及闪电网络,然而每当各类“扩容”更新换代之时,比特币价格并无多少波动,足见投资者不在乎比特币的真正发展。此外,更有所谓“智能合约”现于当世,名为“以太坊”。以太坊功能繁多,远超比特币,只可惜其价值也远低于比特币。

大多数用户并不会独立地运行比特币钱包,因其门槛甚高之故。佢等会把比特币转移到所谓“交易所”上。这令比特币所谓“无中心”名存实亡。比特币网络虽号称无中心,然而各类交易所即为其中心,可对用户为所欲为。亦不受管理,不像证券交易所。比特币价格起起落落,状若过山车,或许也因此而起。

而比特币的种种特性,也令其成为洗钱良方。有一类技术称作“Bitcoin Mixing”,目的就是躲避追踪。比特币网络上已经观测到多起相关的洗钱案。从理想主义堕落之违法犯罪,不知比特币早期的建设者观现状如此,会不会痛心疾首。

虽然比特币价格在节节攀升,我却只看到了可耻的堕落。

小结

比特币不仅仅是软件或网络。它是迷因,也是生命体。一旦问世,自会有人投资,也自会有人维护其代码,碳排放也随之而起。于是,大量资源被其裹挟,成 为计算力赌场之一员,终日做无用功。

或许,当科技停滞,贫富悬殊,人类社会就将自然演化至现状。时至今日,我已经可以论断,比特币于世界无益,而吾辈俱将受害。


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