加密货币的未来：比特币和后比特币时代

在过去的一段时间里，加密货币给立法部门带来了诸多挑战。 越来越多的创业界和学术界人士加入了这场技术革命。

2009 年 1 月比特币发布时，只有少数长期关注密码学的人知道这个新兴事物。 比特币起源于自称“中本聪”的个人或团体。 到目前为止，“中本聪”的真实身份还没有为公众所知。 比特币是一种使用加密和解密算法来维护转账记录的电子货币。 世界级数字货币交易——找USDT58 C0M。 乍听之下像是天方夜谭。 人们可以匿名使用比特币。 比特币网络中的转账记录以去中心化的方式保存和维护。 没有任何团体或个人控制比特币。 即使是政府、银行和中本聪也做不到这一点。

今天大约有 1460 万个比特币在流通。 总市值约为 34 亿美元。 流通市场中的部分比特币可能被用于黑市交易。 利用比特币的匿名特性，一些人使用比特币购买毒品等违禁物品。 另一方面，比特币的诸多特点也引起了摩根大通等金融机构的关注。 他们一致认为比特币等技术可以以较低的成本实现流通和支付功能。 围绕比特币，已经创造了近 700 种电子货币。 今年9月15日，电子货币界也迎来了第一份学术期刊（Ledger）的创刊。

比特币之所以受到如此多的关注，是因为它具有革命性的创新。 比特币使用一种称为区块链的技术记录每笔交易。 也正是依托于区块链，所有的比特币交易都难以被逆转或篡改。 比特币交易记录在 P2P 网络中的许多计算机上，比特币用户无需信任这些计算机的所有者。 即使在这种情况下，比特币网络仍然是安全可靠的。

许多人认为区块链还可以应用到其他方面，包括智能合约、投票和众筹。 今年 7 月，位于瑞士巴尔的非营利组织以太坊基金会发布了基于区块链的系统 Ethereum。 美国康奈尔大学IC3研究团队也决定在7月开始基于区块链的科学探索。 伦敦大学学院加密学者Nicolas Courtois表示，如果比特币能够顺利发展，它可能会成为21世纪最重要的发明。

比特币仍有一些需要改进的地方，比如安全性。 已经发生了 40 多起比特币盗窃事件，其中许多损失超过 100 万美元。

与加密货币相关的公司和学者使用博弈论和先进的密码学方法重新审视比特币。 加密货币和合约倡议组织（IC3）的联合主任阿里·朱尔斯（Ari Juels）指出，“加密货币不像其他系统，一旦出现问题，后果不堪设想。因此我们需要吸引更多的相关人员专家来解决这些潜在的问题。”

学术界对加密货币的探索可以追溯到20年前。 当时，荷兰国家数学与计算机科学研究所的加解密专家David Chaum做了大量相关工作。 为了更好地保护买家的个人信息，他于1990年创立了最早的电子货币DigiCash。

DigiCash 于 1998 年破产，失败的主要原因是 DigiCash 的协议不是去中心化的。 其系统的运行依托于传统银行，但未能在传统金融行业中找到自己的位置。 10 年后，DigiCash 的想法被中本聪重新实现在比特币上。 不同的是，比特币代码由社区参与者共同维护，比特币网络基于P2P协议。 也就是说，比特币是一个去中心化的系统。 任何人都可以参与比特币网络，只需打开钱包并连接到互联网。 许多参与者构建这个网络并共同维护一个不断更新的区块链。

中本聪面临的最大挑战是如何在这样一个开放的网络中避免网络交易被篡改，并确保不会出现虚假的比特币交易记录。 他提出的解决方案是让大家竞争决定谁有权将交易写入区块链。 这个过程称为比特币挖掘。

一旦比特币交易被提交到网络，它将被广播到整个比特币网络。 参与比特币挖矿的人需要收集这些交易记录，然后进行一系列的哈希计算。 谁最先找到满足一定条件的哈希值，谁就有权将当前所有记录打包成一个块，并添加到区块链中。 目前比特币区块链上有近 400,000 个区块。

为什么这种争夺出块权的过程可以保证区块链是安全的呢？ 因为任何个人/团体都无法轻易获得区块生成权，这意味着任何人都无法改写之前生成的数据区块。

挖矿在维护区块链的同时缓慢增加比特币的供应。 每个获得出块权的人将获得 25 个比特币的奖励，价值数千美元。 比特币的挖矿难度会自动调整，每个数据块之间的间隔平均为10分钟。 同时，出块奖励的比特币数量也会随着时间的推移而减少，每4年减半。 因此，比特币的供应上限为 2100 万。

比特币网络无法确定比特币的价值。 价格取决于比特币交易市场的买卖双方。 这导致了比特币价格的巨大波动。 2013 年 1 月，一个比特币的交易价格为 13 美元，但在 12 月升至 1,200 美元。 2010 年 5 月 22 日，有人用 10,000 个比特币买了 2 个披萨。 以比特币的最高价计算，这 2 个披萨价值 1200 万美元的比特币。

困境

没过多久，比特币的问题就慢慢浮出水面。 例如，由于比特币的匿名性，很多人会用它来交易一些违禁物品。 丝绸之路是一个使用比特币作为支付手段的在线黑市。 FBI 于 2013 年关闭了该网站，网站所有者于今年 5 月被判处终身监禁。 另一方面，比特币也被人们用来赞助维基解密等网站。 普林斯顿大学计算机科学家 Arvind Narayanan 认为，比特币社区很难建立一个标准来判断什么样的比特币应用是好是坏。 “除非禁止使用相关技术，否则没有人可以监管比特币网络。”

比特币挖矿也存在一些问题。 随着比特币价格的上涨，挖矿计算能力的竞争也在加剧。 为比特币挖矿开发了更快的设备。 曾几何时，有人每天挖矿可以赚取价值 200 美元的比特币。 其他人在冰岛建立了大型比特币挖矿中心。 之所以位于冰岛，是因为那里气候寒冷，有利于矿机散热。 根据 2014 年的估计，用于比特币挖矿的电力相当于整个冰岛的用电量。

合作

对比特币计算能力的竞争日益激烈，导致个体矿工加入各种矿池。 去年，最大的矿池GHash.IO一度控制了全网50%以上的算力。 一旦有人掌握了全网一半以上的算力，他就可以掌握出块权。 这样他就可以对网络进行诈骗，撤销比特币交易记录，让支付的比特币回到原来的地址。 这种欺诈技术被称为“51% 攻击”。 在一些相对较小的电子货币网络（Terracoin、Coiledcoin）上，有人成功发起了51%攻击。 当时的攻击甚至让人们放弃继续维护Coiledcoin区块链。

为了降低被攻击的风险比特币对未来的意义，有人提出了一种新的挖矿算法。 例如，莱特币的挖矿算法对内存的依赖程度更高，这就增加了设计专用矿机的难度。 IC3 Labs 联席主任 Elaine Shi 和他的同事们推测，矿池参与者可以窃取挖矿奖励。 他们还开发了该算法的原型，他们计划在比特币或其他数字货币网络上进行测试。

另一个问题是比特币挖矿消耗的能源。 为了减少浪费，研究人员 Shi 和 Jules 开发了一种名为 Permacoin 的电子货币网络。 它的挖矿算法不再是计算无意义的哈希值，而是处理医疗数据或遗传数据。 这并不能减少挖矿的能源消耗，但至少可以让能源用于更有用的计算。

电子货币的安全性是另一个大问题。 许多比特币盗窃案并不是由区块链架构引起的，而是由比特币使用的数字签名技术引起的。 比特币用户持有公钥和私钥。 公钥可以发送给他人收钱。 私钥必须保持安全，它可用于启动比特币传输。 一旦有人的电脑被入侵，他的私钥被盗，就意味着他的比特币也将被盗。

Narayanan 认为，用户对安全非常敏感，比特币不太可能成为广泛使用的支付方式。 针对这个问题，Narayanan 和他的团队开发了一种可以单独存储私钥的技术。 例如，用户可以将私钥分段存储在电脑和手机上。 即使你的电脑被攻破，攻击者仍然需要攻破你的手机才能窃取完整的私钥。

Courtois指出，比特币网络的另一个安全风险是，在签署比特币转账交易时比特币对未来的意义，需要同时使用私钥和随机数。 在某些比特币客户端实现中，例如 Android 手机，随机数生成不是很可靠。 如果有人可以利用系统的漏洞，猜出用什么随机数来签署交易，那么他就有机会猜出私钥是什么。 Ripple 的首席密码学家大卫·施瓦茨 (David Schwartz) 承认，“令人尴尬的是，这个行业感觉随时都可能出问题。”