《機器 平台 群眾》書摘──比特幣:一場化名革命

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 02 日 10:30 | 分類 推薦書摘 , 數位貨幣 follow us in feedly

機器 平台 群眾:如何駕馭我們的數位未來》作者之一艾瑞克‧布林優夫森,將於 3 月 16 日(五)來台演講,詳情請見:布林優夫森教授首度訪台公開論壇。節選該書書摘如下,與讀者分享。



中本聰(Satoshi Nakamoto)的思想,也對世界產生了巨大影響,儘管沒人知道他為何許人也。2008 年 10 月 31日,使用這個名字的某人或某團體,在線上發表了一篇短文,標題為《比特幣:一種點對點的電子現金系統》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)。這篇文章提出一直白疑問:為何線上支付必須涉及銀行、信用卡公司及其他金融中介機構?為何不能像實體世界裡的現金付款?

現金交易有兩項優點:沒有衍生費用,而且不記名。使用現金,你可以匿名交易,當你用現金付款時,通常不會被要求出示身分證件。實體現金也耐久,且可以重複使用,它在我們的經濟體系中持續流通,一再用來支付交易。

政府迄今仍然沒什麼意願創造數位美元、數位歐元、數位人民幣等,本著高度的企圖心,中本聰提議創造一個全新、完全獨立的數位貨幣,名為「比特幣」。由於它高度倚賴相同於密碼學使用的許多演算法及數學,因此比特幣又稱為一種「加密貨幣」(cryptocurrency)。美元、日圓、土耳其里拉、奈及利亞奈拉,以及所有國家發行的貨幣,稱為「法定貨幣」(fiat currency),因為是由政府下令而存在的,政府宣布它們是法定貨幣。

結合密碼學與數學,幫助中本聰解決辨識誰持有比特幣,並在網路用來付款的難題。持有及使用者在進行交易時,使用數位簽章,把正確數量的比特幣從買方移轉給賣方。數位簽章已經存在多年,運作得很好,任何人很容易取得及驗證數位簽章,它們很難偽造,而且數位簽章是化名,人們可以在不揭露真實身分的情況下產生數位簽章。中本聰提議,當比特幣交易發生時,這些交易將被記錄於一帳本上,詳載花了多少比特幣,以及買賣雙方的數位簽章所驗證的化名身分。

如何使資訊不像資訊?

比特幣系統需要一本通用且容易查閱的帳本,以應付「雙重支付問題」(double spending problem,或名「一幣多付問題」)。之所以會出現這種問題,是因為比特幣沒有實體,純粹只是一堆資訊罷了,必須確保它們不遵循我們在第 6 章討論過的免費、完整、即時這 3 項資訊產品的經濟特性。如果比特幣可以被免費、完整、即時地拷貝,那麼就會發生偽造猖獗的情形,在化名的掩護下,壞蛋可以一再使用相同的數位貨幣,直到被逮。這麼一來,商家將被欺騙,信任將盪然無存,整個體系很快就會崩解。

一本受到信賴、人人到處都可查閱的線上帳本,可以解決雙重支付問題。商家(或任何人),可以驗證潛在買方確實擁有他們表示擁有的比特幣,而且這些比特幣還沒有在別處花掉。

但是,由誰負責創造、維持及確保這個帳本的誠正性呢?不可能是一家銀行或信用卡公司,或是結合兩者,因為中本聰提議的體系,完全不倚賴現有的金融機構,也不倚賴政府,比特幣系統的運作必須完全獨立於它們之外。事實上,這套系統必須用完全去中心化的方式運作,不倚賴任何核心組織或機構,而且不論參與者如何改變,都能繼續生存、順利運作下去。但是,這種徹底、永久的去中心化理念,卻絕對需要一本永久、普遍受到信任的帳本,這兩者要如何調和呢?

方法是藉由巧妙地結合數學與程式,再加上一點良性的自利動機。中本聰提議的線上制度運作如下:

  1. 每當買賣雙方發生一筆交易時,就向整個體系廣播這筆交易。
  2. 名為「節點」(nodes)的專業電腦定期蒐集所有交易,驗證它們的有效性──查證交易使用的比特幣沒有在別處花掉。一段期間中發生的一群良好交易,稱為一個「區塊」(block)。
  3. 在那些節點對交易執行這種驗證工作的同時,它們彼此間也相互競爭,試圖為眼前這個區塊找到一個簡短的數字摘要,稱為「雜湊值」(hash)。第一個找到正確雜湊值的節點,就是競賽的勝出者。尋找雜湊值是一種試誤的摸索過程,需要大量運算,因此稱為「工作量證明」(proof of work)。一個節點(專業電腦)的運算能力愈強大,就愈可能在尋找雜湊值的競賽中勝出。工作量證明包含於區塊裡,當另一個節點試圖改變這區塊的內容時,必須重做所有工作。
  4. 第一個成功完成工作量證明的節點,將對整個體系發出廣播,告知它剛完成的區塊。勝出的節點獲得的獎酬是:可以獲得一筆新發行、事先訂定數量的比特幣。這些比特幣的發行,將記錄於區塊裡。
  5. 其他節點核查這個區塊,確證此區塊內含的所有交易及其工作量證明的有效性。它們有充分誘因去做這件事,因為若發現區塊含有不法交易或不正確的工作量證明,整個區塊就無效,它所獎酬的比特幣仍可被爭取。
  6. 一旦其他節點確證區塊的確正確完成,便開始轉為執行其他交易的驗證工作,再啟動整個創造區塊的流程。中本聰把這套體制,設計成大約每 10 分鐘可創造一個新區塊,發行獎酬的比特幣。他寫道:「穩定增加新幣發行量,類似於金礦採礦者使用資源去採礦,增加黃金的流通量。」這類比確立,全球各地運作節點的人及組織,被稱為比特幣「礦工」。

這東西也許真的行得通

許多人讀了中本聰的那篇文章後,相信他描述的那種系統,實際上可以建立且實用,數學及程式方面似乎可行,更令人激賞的是,誘因似乎也頗具效力。

礦工可以自主進行活動,無須協調,完全出於私利動機,只為了獲取比特幣,完全沒有利他動機或社群精神。在這種情況下,這套系統仍能達成目的,並且與時成長。比特幣的參與者不需要協調彼此,只需要廣播他們的交易及完成的區塊;事實上,礦工不用彼此協調更好,因為協調很容易快速變成共謀,例如一群礦工結合起來,改寫歷史紀錄,把所有比特幣變成自有。

中本聰的高明設計,為這種共謀攻擊提供了兩道主要防線,第一道防線是工作量證明──為每個區塊找到正確雜湊值所投入的大量電腦運算工作。每一個新區塊的雜湊值尋找工作變得顯著更難,且區塊在數學上鏈結起來,因此攻擊者不是只需要重做他們感興趣的那個區塊的工作量證明,而是必須重做這條鏈上的每個區塊,亦即所有創造出來的區塊。由於區塊全部鏈結在一起,所有交易的完整歷史紀錄,稱為「區塊鏈」(blockchain)。

工作量證明持續變得更難,還有另一項重要作用:想要接管整個比特幣系統,所需要的電腦運算能力大大與時俱增(註),很快就變得完全不划算。許多礦工認為,值得持續投資於擴增專業化採礦硬體,以期在一個又一個的區塊競賽中勝出,贏得比特幣。因此,攻擊者若想接管整個比特幣系統,花費於採礦硬體的投資,將必須大於所有其他礦工加總起來的硬體投資,成本與效益相較並不划算。

第二道防線是,攻擊者基本上將會弄巧成拙,因為當人們與組織相信比特幣系統已被壞蛋接管時,很快就會對整套系統失去興趣,改往其他系統或支付方法,所以比特幣很快就沒有價值了。既然如此,攻擊者又何必花大錢攻擊並接管整個區塊鏈?到頭來,他們取得的資產(大量比特幣),卻變得沒有價值,這不符合經濟效益。因此,看起來唯一要擔心的攻擊者,是那些財力極為雄厚的恐怖主義分子,或是那些有更微妙、複雜動機去掌控區塊鏈的人。「中本聰認為這種人或組織並不多,或者至少數量明顯少於想看到自己資產增值的比特幣參與者。

總而言之,中本聰在短文中提出的藍圖,看起來可行、技術上可行,經濟上也穩當。此外,它出現的時間點(2008 年末)也很適巧,當時世界各地許多人對現行金融體系失去信心(從抵押貸款公司到央行本身),經濟大衰退(Great Recession)期間發生的破產、紓困與其他混亂情勢,使得許多人相信全球現狀不公平、撐不下去,或者兩者皆是。一種獨立於任何及所有政府之外的新貨幣,這個概念吸引了很多人,賺錢(舊錢與新錢)的可能性也誘人。總之,發生有趣之事的時機與環境成熟了,果然,很多有趣的事情發生了。

2010 年 5 月,佛羅里達州傑克遜維爾市(Jacksonville)的程式設計師拉斯洛‧韓耶斯(Laszlo Hanyecz),在一個比特幣論壇貼文,徵求用 1 萬個比特幣交換幾塊披薩。4 天後,18 歲的傑洛米‧史特迪文(Jeremy Sturdivant)接受這筆交易,在約翰老爹披薩店(Papa John’s)網站訂購了兩個披薩。這是第一筆用比特幣購買實體產品的交易,史特迪文付了 30 美元買這兩個披薩,換算下來,當時羽翼未豐的比特幣每個價值約 0.003 美元。若史特迪文把這兩個披薩換到的 1 萬個比特幣留下來,到 2017 年 1 月中旬,價值就超過 830 萬美元。

隨著比特幣人氣提升,許多市場出現,促進它們的交易。這類交易所讓人們以特定價格(通常是以美元或英鎊之類法定貨幣訂價的價格)買賣比特幣,當買賣雙方的條件吻合時,就可以執行交易。在這類交易所中,最大、最著名的是東京的 Mt. Gox,在頂峰時期,該公司占了所有比特幣交易的 80%。打從創立伊始,Mt.Gox 就面臨種種困難,包括 2011 年遭遇一次重大駭客入侵,導致損失了 875 萬美元。儘管遭遇過那次網路偷竊,Mt.Gox 仍然繼續成長,直到 2014 年 2 月,該公司管理階層發現一個安全性瑕疵,使自家網站曝險多年,於是 Mt. Gox 停止交易,關閉網站。確定交易所存在弱點,有巨量比特幣消失之後,該公司申請破產。

當時,該公司估計損失了約價值 4.7 億美元的比特幣,以及 2,700 萬美元現金。比特幣興起之初,採礦工作雖然需要強大的運算力,仍可使用開放源碼系統及個人電腦執行。但是,伴隨著每成功建立一個區塊,成功採礦所需的工作量證明變得顯著更難,需要部署的資源規模大幅增加。到了 2015 年 1 月,比特幣網路的處理能力,已經比全球最強大的五百部超級電腦結合起來的處理能力大上 13,000 倍。為了尋找便宜電力,成功的礦工把作業據點設在冰島、華盛頓州、內蒙古等地;很快地,專門為比特幣採礦作業量身設計的專業電腦晶片 ASIC(特殊應用積體電路)也問市。

截至目前為止,比特幣時代最悲慘的故事,大概是威爾斯的科技專業人員詹姆斯‧荷維茲(James Howells)了。他從 2009 年開始從事比特幣採礦,當時非常容易,成本幾乎為零,當然比特幣也不值錢。他所有的比特幣紀錄,只存在他的電腦硬碟裡,有一天,他不小心把果汁灑到電腦上,於是就拆解電腦。好消息是,他把拆下的硬碟放到抽屜裡;壞消息是,2013 年大掃除時,他把那顆硬碟丟掉了。那年稍後,當他從新聞報導聽到比特幣的價格時,想起自己以前採得的比特幣,但發現自己扔了那顆硬碟,便火速前往垃圾掩埋場。垃圾掩埋場經理告訴他,那顆硬碟很可能埋在面積大如美式足球場、幾英尺深的垃圾之下。當時,那顆硬碟裡的 7,500 個比特幣,就已經價值 750 萬美元;可惜的是,荷維茲沒能找回那顆硬碟。

礦工與建立比特幣網路的其他人的行為,一如凱因斯預料,但有些有趣的差別。他們不是狂人,其中大多數也不是當權者,但他們仍然「萃取了瘋狂理念」,不過這個理念不是來自三流學者,而是一個化名:中本聰。

覺醒於區塊鏈的潛力

在這整個發展期間,對於比特幣與全球既有貨幣對抗的潛力,大多數主流經濟學家抱持懷疑,甚至嗤之以鼻。他們指出,任何貨幣的兩個主要功能是:一,當作交易工具(我給你這些美元、歐元或日圓,你給我那棟房子、車子或雞肉晚餐);二,儲存價值(我的總資產淨值是 X 美元/歐元/日圓,可以購買許多房子、車子或雞肉晚餐。)為了提供這些功能,貨幣的穩定性很重要。為使人們的活動能獲得指引,讓他們能夠規劃未來,他們需要知道他們的錢的購買力將維持相當穩定,或者至少知道其購買力將以一個可預測率變動。

但是,比特幣的價值(其衡量方法是它相對於美元之類法定貨幣的兌換率)波動幅度甚大,2013 年 11 月時,一個比特幣的價值超過 1,100 美元,然後重跌了 77%,到了 2015 年 1 月,剩下不到 250 美元,兩年後又升值到超過 830 美元。如此高波動率,讓這個數位貨幣引起風險忍受度高的投資人的興趣,但不適合當作交易或儲存價值的主流工具。

在各方爭論比特幣是否能成為一種合宜的貨幣時,另一小群人開始提出一個不同觀點:真正有價值的創新,並不是這種新的數位貨幣, 而是它所倚賴的分散式帳本(distributed ledger);真正重要的是區塊鏈,不是比特幣。

比特幣的混亂史,足以證明區塊鏈確實有效能。多年來,它按照本身的設計運作:完全去中心化、無人指導、顯然永不可竄改的交易紀錄。「區塊鏈原本要記錄的交易,是比特幣的採礦與交易,但為何僅限於這個用途呢?區塊鏈可用來記錄種種東西,包括:所有權的轉移或一筆土地的產權;某公司發行給一群人的股票;一棟辦公建物的買賣雙方認同所有買賣條件都達成的文件;一名出生於夏威夷的嬰兒姓名、出生地點及父母姓名等。這些事件全都將變成公開可見,都有確實的公共檔案,而且不論誰想竄改歷史,都無法否認、無法修改。

(本文摘錄自《機器 平台 群眾:如何駕馭我們的數位未來》,首圖來源:影片截圖)