《比特币白皮书:一种点对点的电子现金系统》读书笔记之一

区块链与比特币,是最近流行的概念。最近也开始了解学习,并就所学所想做文字的输出。

区块链的第一个成功应用,是比特币。那么,要全面准确了解相关知识,应该从最基础的知识学习了解。那么,毫无疑问,最先应该了解的,就是比特币的白皮书。这篇是我的读书笔记的一个开始。

以下是这篇论文的摘要:
【摘要】本文提出了一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统,它使得在线支付能够直接由乙方发起并支付给另一方,中间不需要通过任何的金融机构。虽然数字签名(Digital signatures)部分解决了这个问题,但是如果仍然需要第三方的支持才能防止双重支付(double-spending)的话,那么这种系统也就失去了存在的价值。我们(we)在此提出一种解决方案,使现金系统在点对点的环境下运行,并防止双重支付问题。该网络通过随机散列(hashing)对全部交易加上时间戳(timestamps),将它们合并入一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明(proof-of-work)的链条作为交易记录,除非重新完成全部的工作量证明,形成的交易记录将不可更改。最长的链条不仅将作为被观察到的事件序列(sequence)的证明,而且被看做是来自CPU计算能力最大的池(pool)。只要大多数的CPU计算能力都没有打算合作起来对全网进行攻击,那么诚实的节点将会生成最长的、超过攻击者的链条。这个系统本身需要的基础设施非常少。信息尽最大努力在全网传播即可,节点(nodes)可以随时离开和重新加入网络,并将最长的工作量证明链条作为在该节点离线期间发生的交易的证明。

白皮书,是按照科技类论文的写作方法。在“摘要”部分,要简略地告诉读者,作者发现了什么问题,并且通过什么办法解决这些问题,且说明了解决这个问题的主要方式和优势。

中本聪发现的问题是,一种点对点的技术的电子现金系统,它的在线支付如果还要通过第三方,是没有优势,或者说是没有意义的。他想要解决的问题是建立一种不需要通过任何第三方的点对点技术的电子现金系统。

怎样理解这个问题的提出?

现有的中心化系统,无论是银行作为中心,还是以支付宝、微信支付作为中心的大企业,总体上是运行良好的。

但是,这类中心化系统也存在着问题。这是因为,我们把所有交易的记账权交给它,由它来给我们建立信任机制。那么,就必然会有 记错账、篡改账本、账本灭失等风险。也就是说,交易方把信任建立在第三方的中心节点,并由其记账,理论上是有风险的。

中心化系统的运营是有成本的,这必然会降低交易的可能性。

中本聪的出发点,是建立不需要任何第三方记账做信任背书的支付系统。

中本聪针对所发现的问题,解决办法是,建立一个点对点的电子现金系统网络,通过随机散列(hashing)对全部交易加上时间戳(timestamps),将它们合并入一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明(proof-of-work)的链条作为交易记录。
怎样理解解决问题的方法?

办法要解决的第一个问题,是不通过第三方了,没有人记账了,那么,由谁来记账?中本聪给出的解决方案是全体参与网络的人(节点)都可以记账。

办法要解决的第二个问题,就是怎样确定交易的真实性和唯一性,确保不会发生重复记账,以达成交易的信任。中本聪给出的方法,是一种数学方法。我的理解是先确定交易,然后记账。记账用哈希算法,对全部交易加上一个时间戳。这样就可以验证不能篡改,确保了交易的真实和不会发生重复支付。

当然,我的这种理解是一种很浅显的理解。但是,就其效果来说,正如《经济学人》杂志所说,比特币采用的区块链技术,达成了信任的技术。是把信任建立在数学的基础上。而非建立在人性的基础上。因为数学可控,而人性不可控。

中本聪解决这个问题的主要方式和优势是什么?

怎样理解解决问题的方式和优势?

以数学的密码学方式,解决了信任机制,杜绝了重复记账。这是它的主要方式。或者说,先确定交易,然后记账,形成一个区块,按照时间顺序加上时间戳形成链条,以这样的方式构成比特币的网络。因此这种方式就叫“区块链”。

从方式上来说,从另外一个角度,可以理解为第一次实现的一种去中心化的记账方式和全新的信任机制。把交易记录和时间绑定,通过哈希算法进行加密,就形成一个最基础的单元,再把这个文件放入由同样的方式处理过的链条文件中,就形成一个区块链上的交易记录。

优势在于,交易记录一经确定,即难以篡改。除非达成大多数的共识来修改。但是,由于它的运行机制,要做修改,还必须对此后所有的链条上做出修改,这成本太高,几乎不可能。从而保证了系统的稳定。

以上是我对白皮书的初步理解。作为第一个区块链的应用,在没有一个中心(如公司、银行之类)运作的情况下,成功运行了这么长的时间,是一件很酷的社会实验。对于它的机制等的深入学习,留作以后慢慢来,并持续输出。

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