技术驱动金融 第二章

区块链：技术驱动金融-第二章
比 特 币 如 何 做 到 去 中 心 化

2.1中心化与去中心化

互 联 网 其 实 就 是 一 个 著 名 的 去 中 心 化 系 统。

1. 谁 在 维 护 交 易 账 本？
2. 谁 有 权 利 批 准 哪 个 交 易 是 正 当 有 效 的？
3. 谁 在 制 造 新 的 比 特 币？
4. 谁 在 制 定 系 统 变 化 规 则？
5. 比 特 币 是 如 何 取 得 交 易 价 值 的？

2.2
“ 共 识”（ consensus）
“ 分 布 式 共 识”（ distributed consensus）
分 布 式 共 识 协 议 在 一 个 有 n 个 节 点 的 系 统 中， 每 一 个 节 点 都 有 一 个 输 入 值， 其 中 一 些 节 点 具 有 故 障， 甚 至 是 恶 意 的。 一 个 分 布 式 共 识 协 议 有 以 下 两 个 属 性：
● 输 入 值 的 中 止 须 经 所 有 诚 实 节 点 来 确 定。
● 这 个 输 入 值 必 须 由 诚 实 节 点 来 生 成。

比 特 币 协 议 达 成 共 识 时 必 须 直 面 两 大 障 碍： 其 一 是 不 完 美 网 络， 例 如 信 息 延 迟 和 节 点 死 机， 其 二 是 某 些 故 意 搞 破 坏 的 节 点。

2.3 使 用 区 块 链 达 成 没 有 身 份 的 共 识
虽 然 比 特 币 还 是 不 能 保 证 真 正 的 匿 名， 一 个 用 户 用 不 同 身 份 做 的 不 同 交 易 还 是 有 办 法 被 最 终 追 踪 到， 但 比 特 币 的 特 性 毕 竟 没 有 强 迫 大 家 用 真 实 身 份 来 加 入。 这 是 比 特 币 的 重 要 特 性， 也 是 比 特 币 系 统 的 核 心 理 念。

如 果 节 点 的 身 份 可 以 被 识 别， 就 不 能 随 便 地 制 造 新 的 节 点 身 份 出 来。 那 样 的 话， 我 们 就 可 以 假 设 有 恶 意 节 点 的 数 量， 然 后 部 署 安 全 措 施 来 防 范。 基 于 以 上 原 因， 缺 少 真 实 身 份 给 比 特 币 的 共 识 协 议 带 来 很 多 难 点。

（1）、隐形共识
（2）、窃取比特币
（3）、拒绝服务攻击
（4）、双重支付攻击

2.4 奖励机制与工作量证明
比 特 币 的 去 中 心 化 一 部 分 是 通 过 技 术 手 段， 另 一 部 分 是 通 过 聪 明 的 激 励 设 计 来 实 现 的。

（1）区块奖励

区块奖励

（2）交易费
比 特 币 的 第 二 个 奖 励 机 制 称 为 交 易 费。 任 何 交 易 的 制 造 者 都 可 以 选 择 让 交 易 输 出 值 比 输 入 值 小。 第 一 个 创 建 区 块 把 交 易 放 进 区 块 链 的 人 可 以 取 得 这 个 差 额， 作 为 交 易 费。

（3）挖 矿 与 工 作 量 证 明
我 们 在 描 述 共 识 机 制 时 还 有 一 些 问 题 没 有 解 答。 第 一 个 主 要 问 题 是 我 们 要 你 相 信 这 样 的 假 设： 我 们 能 随 机 选 取 一 个 节 点。 第 二 个 是 因 奖 励 那 些 节 点 参 与 而 产 生 的 新 问 题： 如 果 大 家 都 想 来 分 一 杯 羹 成 为 一 个 节 点 来 获 得 这些 奖 励 的 话， 整 个 系 统 会 变 得 不 稳 定。 第 三 个 是 第 二 个 问 题 的 复 杂 版， 就 是 可 能 会 有 攻 击 者 创 建 大 量 的 女 巫 节 点 来 尝 试 颠 覆 整 个 共 识 过 程。

事 实 证 明， 这 些 问 题 都 是 相 互 联 系 的， 所 有 这 些 问 题 都 有 相 同 的 解 决 办 法—— 工 作 量 证 明（ proof of work）。 工 作 量 证 明 的 核 心 理 念 是， 我 们 把 随 机 选 取 节 点 改 为 根 据 节 点 占 有 某 种 资 源 的 比 例 来 选 取 节 点， 我 们 希 望 这 种 资 源 是 没 有 人 可 以 垄 断 的。

哈 希 谜 题 （工 作 量 证 明 函 数）有 三 个 重 要 的 特 性。
第 一 个 特 性 是 要 有 一 定 的 难 度 -- 难于计算。
第 二 个 特 性 是， 我 们 希 望 成 本 是 可 以 通 过 参 数 来 变 化 的， 而 不 是 一 个 固 定 值。
第三个特性是，证 实 一 个 节 点 正 确 地 计 算 了 工 作 量 证 明 很 容 易。

2.5 总结
（1）挖矿成本
（2）启 动 加 密 货 币
（3）51% 攻 击
（1、伪造交易，因为加密算法的稳定，所以不可能
（2、压制交易，因为不能控制绝大部分节点而不可能
（3、改变区块链奖励，不可能改变系统规则
（4、双重支付，可以！事实上，只要有人能控制51%的算力，区块链已经失去了大家对其的信心了。