logo

比特幣十年:在混沌中向信仰「微笑」

瀏覽數

4

2008年10月31日至2018年10月31日,歷時十年,比特幣價格經歷了過山車式的起伏更迭,影像巨大。曾有形容:比特幣是一次全球範圍共同參與的技術實驗。

snw7eGcDRtmc5i31wzsQgxog4PMPhiCVBgWOGuoC.jpeg

這一場實驗開始於1983年。
 
1983年David Chaum發明了數字現金(digital cash),但從David Chaum開始,數十年來數字現金(digital cash)並未獲得商業上的成功。在數字現金的使用場景中,需要同貨幣一樣,有具備信任背書能力的第三方機構為其背書。比特幣的出現,具備了不需要第三方機構提供信任背書的能力,數字現金的理念終得以實踐。
 
比特幣的數據結構借用了總賬本概念,目標是設計一個安全便捷的資金系統。還在總賬本的概念中融合了鍊式時間戳、工作量證明及拜占庭容錯等,這三項分別來源於1990年到1997年間Stuart Haber和Scott Stornetta撰寫的論文、1992年Cynthia Dwork和Moni Naor提出的郵件防攻擊方式和1999年Miguel Castro和Barbara Liskov發表的PBFT論文。
 
在比特幣未出現的幾十年中,這些邊邊角角的技術論證和研究只存在於某些學者的學術研究中,未能發揮出應用的最大價值,尤​​其是每一個技術點需要很嚴格意義的環境才具備價值,例如,工作量證明,在僅應用在防止郵件攻擊過程中,並未能發揮出在安全、激勵、共識等問題上的巨大作用,但通過比特幣在密碼學、貨幣原理和工作量證明的結合下,比特幣的作用開始了巨大的展現。
 
優秀當如比特幣
 
因此比特幣是站在了學術研究的肩膀上,中本聰的創新在於綜合了這些技術細節。對於數字現金面臨的信任問題、金融交易的雙花問題、工作量分配以及激勵都形成了較為優秀的解決方案。
 
在比特幣中,計算“隨機值”成為獲取比特幣世界中“貨幣”的方式,而計算的算力則用來保護總賬本。計算的工作則由礦工來完成的,礦工們需要不斷地相互競爭,尋找下一個“隨機值”。
 
每個礦工都要求計算隨機值,而成功計算的機率並非恆定的同時也與礦工控制的全球採礦能力的一部分成正比。通過算力的計算可以確認下一筆交易區塊的產生和確認,成功打包下一個區塊的礦工將會獲得一個新挖到貨幣的一份獎勵。如果一名礦工貢獻了一個無效的區塊或交易,將會被大多數其他貢獻下一區塊的礦工拒絕,從而使無效區塊的獎勵失效。這樣,利用挖礦獎勵的激勵,確保礦工們彼此都遵循同樣的協議。
 
安全的總賬本防止雙花問題,得以確保貨幣有價值。有價值的貨幣可以獎勵礦工,礦工利用算力保證挖礦的強度保證總賬本的安全。比特幣是自治的,在總賬本,貨幣,礦工這三個角色之間形成了生態中的閉環關係。
 
顯然,中本聰這樣的設計是成功的,至少在分佈式的初期是成功的。
 
瘋狂需似挖礦人
 
在比特幣白皮書發布的3個月後,中本聰挖出了創世區塊,時間是2009年1月12日,同是這一天,中本聰將10枚比特幣發送給開發者、密碼學活動分子哈爾·芬尼。這是比特幣歷史上的第一筆交易。隨後,越來越多的礦工開始參與到比特幣的挖礦、投資、以及社區建設中。
 
在比特幣白皮書中介紹到,當比特幣區塊的確認數量增加越多時,挖礦難度將增加。 2009年12月30日,比特幣挖礦難度首次增加,由1增長至1.182。在過去的一年中,比特幣價格迎來了穩健增長,在10月5日至10月13日僅僅一周時間內,比特幣價格漲幅為20%。
 
一年後,比特幣價格開始了巨大漲幅,價格增長的背後,是挖礦難度等綜合因素的結果,這一次漲幅後,普遍的CPU挖礦開始轉變為GPU挖礦。
 
在比特幣飛快發展的第一年中,不斷的攻擊行為試圖攻擊比特幣網絡,最嚴重的一次攻擊發生2010年8月15日,在區塊74638中包含一個交易記錄,該記錄為兩個不同的地址創建了超過1840億比特幣,也就是說在比特幣生態中一次性增發的1840億枚比特幣,這是嚴重的通貨膨脹。
 
相關的記錄顯示,是因為用交易打包確認的代碼設計並未考慮到在計算值非常巨大時存在求和溢出的漏洞。比特幣社區為此對比特幣協議進行了更新。更新區塊鏈將會導致分叉,雖然許多未修補的節點繼續建立在“壞”區塊鏈上,但幸運的是“好”區塊鏈在塊高度74691上高於了出錯的區塊,這一次的漏洞安然度過。
 
2010年12月16日 比特幣礦池出現,標誌著採礦成為一項團隊運動,一群礦工於2010年12月16日一起在slush礦池挖出了它的第一個區塊。根據其所貢獻的工作量,每位礦工都獲得了相應的報酬。此後的兩個月間,slush礦池的算力從1400 Mhash/s增長到了60Ghash/s。
 
就這樣,挖礦行業逐漸發展起來,比特幣的挖礦難度仍在不斷增加,時間推進到2012年11月,區塊獎勵首次減半,比特幣挖礦的獎勵從之前的每10分鐘50枚比特幣減至25枚比特幣,區塊#210000是首個獎勵減半的區塊。
 
按進度計算的話,2016年7月20日為比特幣獎勵二次減半,第420000個比特幣區塊被開採完畢,區塊獎勵降至12.5比特幣。接下來的獎勵減半將發生在第630000個區塊,時間約為4年之後的2020年。
 
比特幣的挖礦進度已經超過了BTC正常的生態成長預期,這樣的增長速度意味著比特幣的開始是成功的,但同時也會快速暴露出比特幣的不足。
 
擴容開始真較量
 
隨著區塊獎勵的減半和挖礦難度的增加,關於比特幣限制性的問題開始進入開發者的視野,實際上,在比特幣白皮書發布後,中本聰隨即在比特幣社區中指出,在比特幣的發展中,擴容必然會成為一個主要的問題。
 
在當時,平均被打包的區塊大小為 1-2KB,如果將區塊鏈上限設定過高容易造成計算資源的浪費,還容易發生 DDOS 攻擊。因此,為了保證比特幣系統的安全和穩定,區塊大小限制在 1MB。如果按照每筆交易占 250B,平均每十分鐘產生一個區塊的速度計算,比特幣網絡理論上每秒最多可以處理 7 筆交易。
 
那時比特幣的用戶數量少,交易量也沒有那麼大,這個交易速度並不會造成區塊鍊網絡的擁堵。 2013 年後半年,比特幣價格直線飆升,用戶體量越來越大,因為了交易確認,手續費越高交易更優先確認,因此,比特幣網絡擁堵導致的交易費用上升的問題才湧現出來。但針對擴容問題仍舊未有明確的指示性動作,2015年,比特幣通過社區共識調整的方式才開始對擴容方案進行討論和確認,這也成為這一年最重要的社區動作。
 
從2015年開始,從具體的擴容方案到共識會議,大約進行了10次相應的商議和調整:
 
2015年6月,Bitcoin core開發者Jeff Garzik提出BIP100,他建議移除1MB 區塊上限,上限為32MB,在這個基礎上增加一個浮動的塊大小限制,礦工們通過代碼來投票決定區塊的大小。該方案需連續 12000個區塊中90%的礦工投票同意即可激活。
 
同是6月,由前 bitcoin core 首席開發員兼比特幣基金首席科學家 Gavin Andresen 提BIP101,他建議將區塊的初始大小設為 8MB,之後隨時間變化而線性改變區塊大小 。起始時間戳為2016-01-11 00:00:00 UTC(1452470400),每63,072,000秒(2年) 增大一次區塊,直到2036-01-06 00:00 UTC(2083190400),區塊最大可增加到8,192MB。該協議的激活方式是,在主鏈中連續 1000個區塊中有750塊使用 BIP101規定的版本號(0x20000007)。執行方案的名稱為Bitcoin XT,但並未在社區中通過。
 
隨後Jeff Garzik 又提出了BIP102,建議 一次性將區塊擴大到 2MB,只要主鏈中有超過 95%的區塊表示支持該協議就能夠被激活。
 
2015年7月21日,bitcoin core開發者,Blockstream 聯合創始人Pieter Wuille 提出BIP103,他的建議與之前的固定擴容大小不同,他建議將區塊上限設為最近11個區塊大小的中位數,或者利用代碼來控制區塊的大小,從2017年1月到2063年7月,每97天調整一次,幅度不超過4.4%。
 
2015年8月21,由bitcoin core 開發員BtcDrak 提出BIP105中,則更為複雜,他建議區塊以現有1MB為起點,礦工每創建一個塊他們通過投票決定增加或者減少這個塊的大小,最大幅度是當前區塊的10%。期望增加區塊大小的礦工投票時需要額外提高挖礦的難度。
 
在下一個BIP106中,開發者 Upal Chakraborty 建議,每2000個區塊為周期動態調整大小 。如果90%的區塊達到了上限的90%, 區塊體積擴大兩倍,如果90%的區塊小於上限的 50%, 則區塊體積減半。
 
以上的調整都在於調整儲存區塊的內存大小,而在2015年12月,Ciphrex 聯合創始人兼首席技術官Eric Lombrozo、比特幣技術愛好者Johnson Lau、BlockStream聯合創始人Pieter Wuille 一起提出BIP141,在普通的交易確認中,交易數據和驗證人的簽名是共同被傳遞儲存的,他們建議移除比特幣交易過程中的簽名字段,將交易和簽名分離開,僅儲存交易數據或簽名驗證數據使用了減小儲存物大小的方法。這一方式被稱為隔離驗證,目前隔離認證(segwit)+閃電網絡的解決方案在區塊鏈擴容中應用廣泛。
 
除以上幾個協議外Blockstream還提出過通過開發側鏈擴容的方法。在整個討論拓容的過程中,我們發現,主要是對區塊大小做出改變或在技術結構上做出改變。這正是擴容主導的社區支持者所爭論的部分。
 
鷸蚌相爭
 
在各種參加競標的BIP方案中,有兩類最受關注。
 
第一類是大區塊派,主張擴大區塊來解決擁堵問題,把每個區塊擴容到2M、8M、20M,以承擔更多交易數量的傳遞和儲存。大區塊派的支持者主要是礦工,包括比特大陸。
 
第二類則是閃電網絡派,主張用閃電網絡解決擁堵問題,比特幣主鏈不做更改,在結構上做出調整。仍然讓比特幣保持1M的區塊大小,在主鏈上單開一條可以分擔主鏈交易壓力的網絡。閃電網絡的主要支持者包含Bitcoin Core。
 
對於這兩類選擇,兩方都各執己見:
 
大區塊派認為閃電網絡做的隔離見證對原有比特幣系統有巨大改動,一旦失敗會對比特幣原有的規律造成影響,並且閃電網絡畢竟不是比特幣區塊鏈,存在於鏈下的閃電網絡可能會被中心化的機構控制,導致比特幣的中心化。
 
閃電網絡派則認為擴大區塊需要進行硬分叉,萬一有的用戶不升級錢包,就會產生對比特幣的分裂,造成混亂。區塊變大,以後交易越來越多,普通人的電腦上根本就運行不起這麼大的全節點錢包,只有機構的電腦可以運行,同樣會導致比特幣的中心化。
 
漁翁得利
 
2016年2月,比特幣的開發團隊、礦場等在香港召開了一個會議,上面提到的大礦場比特大陸和BitcoinCore開發者中的5位都參加了這次會議。最終,大區塊派和閃電網絡派,握手言和,達成了將兩個方案結合的共識,在部署隔離見證的同時把區塊大小擴大到2M,由BitcoinCore來主導開發。
 
但香港共識並未成型,BitcoinCore團隊裡的其他成員卻不認同香港共識,就此夭折。經過了香港共識事件,礦主對BitcoinCore失去了信任,於是,2017年5月,重新召開了紐約大會。
 
紐約共識達成的協議近似於香港共識:隔離見證+2M擴容,並取名為SegWit2x。隔離見證和擴容分成了兩步進行:第一步,在2017年8月1日先激活隔離見證(SegWit),三個月之後的2017年11月,再把區塊大小擴容到原來的兩倍。
 
兩次共識會議的經歷著實新奇,更戲謔的是陰差陽錯的幫助了BCH的誕生。
 
BitcoinCore在紐約共識約定的隔離見證就要部署前,自己又提出了一個BIP148方案,叫UASF(用戶激活的軟分叉),並且聲稱不會對UASF進行任何的重放保護。戲劇化的是,UASF最終因為算力小,而且被SegWit 兼容,並沒有真的產生分叉,反倒是推動了比特大陸投資的礦池ViaBTC(微比特)團隊實施了針對UASF 的硬分叉,這原本是比特大陸提出的針對UASF 的應急方案UAHF(用戶激活的硬分叉)。

 

最終,在8月1日這天,ViaBTC 挖出了第一個區塊,對比特幣區塊鏈進行了硬分叉,由此產生了一種比特幣的克隆競爭幣比特現金。比特幣現金的區塊大小可以上升到8M,可以容納的交易筆數是原來比特幣原鏈的大小的8倍左右,並且去掉了隔離見證。
 
但後續就有人稱到,BCH並非BTC分叉後的產物,而是通過對BTC的複制和修改誕生的競爭幣種,比特大陸創始人吳忌寒在BCH誕生後孤注一擲,將持有的比特幣全部兌換成了BCH,外界開始稱BCH是真正的比特幣。
 
為信仰繼續瘋狂
 
BCH以及其他競爭幣種的出現,促進對於比特幣技術應用願景的思考是必然的。正如在進行擴容時的爭論一樣,對比特幣認識的不同,決定了其會看到比特幣的哪一未來情景。
 
如果說,比特幣未來是世界貨幣,則只有在有很多人使用的情況下才會變得更有價值。則需要交易確認當然越快,手續費越低,保證用戶體驗,這就需要對比特幣的主網進行更新。而如果不對主網進行質的提升,在未來需求的情景中,比特幣定然難以維繼。
 
從更廣泛的發展角度看,儘管比特幣的出現,集聚了幾十年的學術與技術的智慧,但對於社會應用來說,比特幣仍舊是小眾的,並不是可以全行業應用的。
 
2013年後比特幣擴容的逐漸開展在指向著應用比特幣的模式融合商業應用的方式。在比特幣生態內擴容,其目的是有利於比特幣在金融領域發揮的巨大作用。而例如BCH等以比特幣分叉形成的幣種則不斷拓展著延續著比特幣在金融能力上的進度。在比特幣若干年後因挖礦難度極高而停挖之後,比特幣的作用會越發向金融交易轉變。
 
從另一個角度來看比特幣,其是區塊鏈行業中應用的最好的項目,但將此模式拓展至各行各業,其限制也尤為明顯。交易速度慢、可編程能力差、POW共識損耗高都在被後來者不斷學習優化,比特幣坐穩了區塊鏈1.0的寶座,為後來者帶來信仰,由信仰再延伸出解決的技術思路。
 
正如創造“世界計算機”以太坊的Vitilik,在比特幣的基礎上加入了圖靈完備ERC20和POS共識,讓區塊鏈世界開始與外界接軌,而比特幣帶來的信仰仍舊還是保留著:按勞分配、自治與技術上的去中心化。
 
對於比特幣來講,這已經足夠了,以創世者的身份帶領了行業理解和進步,功成身退後同樣可以在金融方向上繼續成就,而改變世界的工作,全都交給了後來者。儘管無區塊鏈應用依賴著比特幣的網絡上,但在無數應用開發者心中保存著是對比特幣的技術崇拜和信仰,亦如消失的中本聰並沒有減退人們追逐比特幣的瘋狂。
 
來源:金色財經