比特幣和區(qū)塊鏈的學(xué)術(shù)譜系

　　溫斯頓·邱吉爾說過一句名言，大概意思是：你回首看得越遠(yuǎn)，你向前也會(huì)看得越遠(yuǎn)。比特幣印證了這句話：比特幣的非凡和成功之處不在于它處于任何組件研究的前沿，而在于它整合了許多不相關(guān)領(lǐng)域的舊創(chuàng)意。

　　本文回顧了比特幣和區(qū)塊鏈的學(xué)術(shù)譜系，展示了其組合創(chuàng)新的典范。文章雖然很長(zhǎng)，但著墨之處，句句都切中技術(shù)演進(jìn)中的關(guān)鍵點(diǎn)?？v觀全文，如下圖目錄所示，讀者很容易建立比特幣技術(shù)路線的整體圖景。文章分別梳理總賬本，貨幣，礦工的技術(shù)路線，層層遞進(jìn)，闡述這三個(gè)不同領(lǐng)域的技術(shù)積累如何匯集于比特幣這一神奇的創(chuàng)意。

　　值得一提的是，關(guān)于分布式一致性和共識(shí)機(jī)制，目前主流的分布式技術(shù)，包括各種云計(jì)算解決方案，都沒有直面拜占庭故障，那么基于大規(guī)模P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的比特幣是如何解決這些問題呢?以及又是如何激勵(lì)節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)呢?相信本文會(huì)給你精彩的答案!

　　如果你已經(jīng)在媒體上看到過比特幣，并且對(duì)密碼學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究有一定的了解，那么你可能會(huì)有如下的印象：從David Chaum開始(文獻(xiàn)10,12)，幾十年來很多人對(duì)數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)的努力研究，最終都沒有獲得商業(yè)上的成功。因?yàn)檫@些工作需要一個(gè)集中的銀行服務(wù)器來控制系統(tǒng)，而沒有任何一家銀行愿意為其背書。隨著比特幣的出現(xiàn)，提出了一種不需要銀行的去中心化加密貨幣(cryptocurrency)方案，數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)終于大獲成功。比特幣的發(fā)明者，神秘的中本聰，并不是一個(gè)學(xué)術(shù)界的人，比特幣與早期的學(xué)術(shù)方案并無相似之處。

　　*譯注：David Chaum，數(shù)字現(xiàn)金之父，早在1983年，在比特幣出現(xiàn)的25年前，David Chaum發(fā)明了數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)。

　　本文認(rèn)為，幾乎所有比特幣的技術(shù)組件都起源于20世紀(jì)80年代和90年代的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)(見圖1)。 這并不是為了削弱中本聰?shù)某删停侵赋鏊驹诰奕说募绨蛏稀?事實(shí)上，通過追溯比特幣思想的起源，我們可以將中本聰洞察力的真正飛躍歸結(jié)為一個(gè)特定的，復(fù)雜的方式——一種組合創(chuàng)新(把底層組件整合在一起)的方式。這有助于解釋為什么比特幣花了這么長(zhǎng)時(shí)間才被發(fā)明。已經(jīng)熟悉比特幣工作原理的讀者可以從這個(gè)歷史回溯中獲得更深入的了解(更多介紹，參考Arvind和Narayanan等人的Bitcoinand Cryptocurrency Technologies(文獻(xiàn)36)。 比特幣的思想文化史也可以作為一個(gè)展示學(xué)術(shù)界、外部研究者和從業(yè)者之間合作關(guān)系的研究案例，并且為這些不同的群體之間如何彼此合作獲益提供經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

　　*譯注：比特幣可謂組合式創(chuàng)新的典范。

　　1 總賬本(The Ledger)

　　如果你擁有安全的總賬本，那么將其用于數(shù)字支付系統(tǒng)的過程很簡(jiǎn)單。例如，如果Alice通過PayPal給Bob 100美元，則PayPal從Alice的賬戶中扣除100美元，并將100美元存入Bob的賬戶。這大體上和傳統(tǒng)銀行業(yè)務(wù)中發(fā)生的事情差不多，雖然銀行的復(fù)雜業(yè)務(wù)之間并沒有一個(gè)共享的總賬本。

　　總賬本的概念是理解比特幣的起點(diǎn)。它記錄了系統(tǒng)發(fā)生的所有事務(wù)，并且對(duì)系統(tǒng)的所有參與者開放，并被他們信賴。比特幣將系統(tǒng)的支付記錄轉(zhuǎn)換為貨幣記錄。在銀行業(yè)務(wù)中，賬戶余額代表可以從銀行取出來的現(xiàn)金，但一個(gè)比特幣代表什么?就目前而言，比特幣代表包含固定價(jià)值的一次買賣(交易)。

　　在互聯(lián)網(wǎng)這樣參與者之間可能互不信任的環(huán)境中，怎樣才能如何建立一個(gè)總賬本?讓我們從簡(jiǎn)單的部分開始：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須滿足一定的屬性要求——總賬本應(yīng)該是不可變的。更準(zhǔn)確地說，只能增加：可以添加新的交易，但不能刪除、修改或?qū)σ延薪灰字匦屡判颉３酥?，還需要一種方法來獲得總賬本狀態(tài)的密碼摘要。摘要是一個(gè)簡(jiǎn)短的字符串，可以避免存儲(chǔ)整個(gè)總賬本。如果總賬本被篡改，所產(chǎn)生的摘要必然會(huì)發(fā)生變化，從而可以檢測(cè)到篡改。 需要這些屬性的原因是：與存儲(chǔ)在單個(gè)機(jī)器上的常規(guī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，總賬本是由相互不信任的一組參與者共同維護(hù)的全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 這與去中心化數(shù)字總賬本(decentralizing digital ledgers, 文獻(xiàn)7,13,21)的方法是不同的，在分布式數(shù)字總賬本中，參與者維護(hù)本地總賬本，并且由用戶查詢這些總賬本來解決沖突。

　　1.1鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳(Linked timestamping)

　　比特幣的總賬本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有修改的借用了從1990年到1997年間由Stuart Haber和Scott Stornetta撰寫的一系列論文(他們1991年的論文還有另一個(gè)合著作者Dave Bayer,文獻(xiàn)5,22,23)。我們能夠知道這些歷史淵源是因?yàn)橹斜韭斣谒谋忍貛虐灼?文獻(xiàn)34)中如此提及的。Stuart Haber和Scott Stornetta的主要工作是處理時(shí)間戳的文檔化——他們的目的是建立一個(gè)“數(shù)字公證”的服務(wù)。對(duì)于專利，商業(yè)合同和其他文件，人們可能希望確定該文件是在或不遲于某個(gè)時(shí)間點(diǎn)創(chuàng)建的。Stuart Haber和Scott Stornetta的文檔概念是非常泛化的，可以是任何類型的數(shù)據(jù)。他們確實(shí)提到金融交易是潛在的應(yīng)用，但這不是他們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　Stuart Haber和Scott Stornetta方案的簡(jiǎn)化版本中，文檔被不斷創(chuàng)建和廣播。每個(gè)文檔的創(chuàng)建者聲明一個(gè)創(chuàng)建時(shí)間(并簽名文檔)、文檔的時(shí)間戳和前一個(gè)廣播文檔。前一個(gè)廣播文檔已經(jīng)簽署了自己的前任，所以文檔形成了一個(gè)很長(zhǎng)的倒退鏈。外部用戶不能改變時(shí)間戳的信息，因?yàn)樗蓜?chuàng)建者簽名;創(chuàng)建者也不能在不改變整個(gè)跟隨信息鏈的情況下改變時(shí)間戳的信息。因此，如果通過可信來源(例如，另一個(gè)用戶或?qū)ｉT的時(shí)間戳服務(wù))獲得鏈中的單個(gè)項(xiàng)目，那么該時(shí)刻之前的整個(gè)鏈?zhǔn)擎i定的，不可變，并且在時(shí)間上有序。進(jìn)一步，如果你認(rèn)為系統(tǒng)拒絕錯(cuò)誤創(chuàng)建時(shí)間的文檔，則可以合理地保證文檔至少與其聲明一樣久遠(yuǎn)。Further, if you assume that the system rejects documents with incorrect creation times, you can be reasonably assured that documents are at least as old as they claim to be.無論如何，比特幣只是借用Stuart Haber和Scott Stornetta工作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后重新設(shè)計(jì)了安全屬性(通過增加工作量證明，本文稍后介紹)。

　　*譯注：進(jìn)一步，如果你認(rèn)為系統(tǒng)拒絕錯(cuò)誤創(chuàng)建時(shí)間的文檔，則可以合理地保證文檔至少與其聲明一樣久遠(yuǎn)。原文：Further, if you assume that the system rejects documents with incorrect creation times, you can be reasonably assured that documents are at least as old as they claim to be.

　　在Stuart Haber和Scott Stornetta的后續(xù)文獻(xiàn)中，他們介紹了使這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加有效和高效的其他方案(其中一些在第一篇論文中有暗示)。首先，可以使用哈希而不是簽名來創(chuàng)建文檔之間的鏈接;因?yàn)楣８?jiǎn)單，計(jì)算速度更快。這樣的鏈接被稱為哈希指針。其次，不是單獨(dú)對(duì)文檔進(jìn)行線程化處理(如果幾乎同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)文檔，效率可能會(huì)很低)，它們可以分為批處理組或區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊中的文檔具有基本相同的時(shí)間戳。第三，在每個(gè)區(qū)塊內(nèi)，文檔可以用一個(gè)哈希指針的二叉樹連接在一起，稱為Merkle樹，而不是一個(gè)線性鏈。順便提一下，在Stuart Haber和Scott Stornetta的第一篇論文發(fā)表的6年之后，即1991年，Josh Benaloh和Michael de Mare獨(dú)立地提出了這三個(gè)方案。

　　1.2梅克爾樹(Merkle trees)

　　比特幣本質(zhì)上使用Josh Benaloh和Michael de Mare在1991年和1997年提出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(中本聰大概不了解Josh Benaloh和Michael de Mare的工作)，圖2以簡(jiǎn)化的形式表示。當(dāng)然，在比特幣中，交易取代了文檔。在每個(gè)塊的Merkle樹中，葉節(jié)點(diǎn)是交易，每個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)指針組成。這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)重要的屬性。首先，最新塊的哈希作為摘要。對(duì)任何交易(葉節(jié)點(diǎn))的更改都需要將更改一直傳播到塊根，以及所有后續(xù)塊的根。因此， 如果你知道最新的哈希值，你可以從不受信任的來源下載余下的總賬本，并驗(yàn)證是否改 變。 類似的觀點(diǎn)建立了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的第二個(gè)重要屬性 ——也就是說， 某人可以簡(jiǎn)單有效地向你證明某個(gè)特定的交易包含在總賬本中。 這個(gè)用戶只須向你發(fā)送該交易塊中的少量節(jié)點(diǎn)(這是Merkle樹的特點(diǎn))，以及每個(gè)后續(xù)塊的少量信息。高效地證明事務(wù)的包含能力對(duì)于性能和可伸縮性是非常需要的。

　　*譯注：Ralph Merkle，生于美國(guó)，計(jì)算機(jī)科學(xué)家，對(duì)于公開密鑰加密技術(shù)有重大貢獻(xiàn)。后來研究方向轉(zhuǎn)至于納米科技以及人體冷凍技術(shù)。

　　便說一下，Merkle樹是由對(duì)稱密碼學(xué)的先驅(qū)Ralph Merkle命名。Ralph Merkle在1980年的論文(文獻(xiàn)33)中提出了這個(gè)想法。他的目標(biāo)應(yīng)用是生產(chǎn)數(shù)字簽名證書的公共目錄摘要。例如，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)站向你提供一個(gè)證書時(shí)，它也可以提供證書顯示在全局目錄中的簡(jiǎn)短證明。只要你知道證書目錄中Merkle樹的根哈希，就可以高效地驗(yàn)證證明。 這個(gè)想法在密碼標(biāo)準(zhǔn)中是古老的，但它的力量只有在最近才被認(rèn)可。 它是最近實(shí)施的證書透明系統(tǒng)(文獻(xiàn)30)的核心。2015年的一篇論文提出了CONIKS，將Merkle樹應(yīng)用于端到端加密電子郵件的公鑰目錄(文獻(xiàn)32)。 對(duì)全局狀態(tài)的部分進(jìn)行高效的驗(yàn)證是總賬本在新的加密貨幣(cryptocurrency) “以太坊(Ethereum)”中提供的關(guān)鍵功能之一。

　　比特幣可能是Josh Benaloh和Michael de Mare數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在真實(shí)世界中最著名的應(yīng)用實(shí)例，但它并不是第一個(gè)。至少有兩家公司 ——從90年代中期開始的Surety，從2007年開始的Guardtime ——用到了文檔時(shí)間戳服務(wù)。這些服務(wù)都有一個(gè)有趣的交集(An interesting twist)是Bayer, Haber, and Stornetta(文獻(xiàn)5)提到的一個(gè)想法，這個(gè)想法是在報(bào)紙上以廣告的形式定期刊登Merkle根。圖3顯示了由Guardtime發(fā)布的Merkle根。

　　1.3拜占庭容錯(cuò)(Byzantine fault tolerance)

　　當(dāng)然，沒有中心權(quán)威的互聯(lián)網(wǎng)貨幣的要求更為嚴(yán)格。分布式賬本將不可避免地存在分叉，這意味著一些節(jié)點(diǎn)會(huì)認(rèn)為A塊是最新的塊，而其他節(jié)點(diǎn)會(huì)認(rèn)為B塊是最新的塊。這可能是因?yàn)楣粽咴噲D破壞總賬本的操作;也可能僅僅是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)延遲，不同的節(jié)點(diǎn)不知道對(duì)方的塊，偶爾會(huì)在同時(shí)產(chǎn)生塊。僅僅依靠鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳解決分叉是不夠的，這由Mike在1998年的文章中證明(文獻(xiàn)26)。

　　一個(gè)不同的研究領(lǐng)域——容錯(cuò)分布式計(jì)算——已經(jīng)研究了這個(gè)問題，其中包括狀態(tài)復(fù)制(state replication)在內(nèi)的不同名稱。解決這個(gè)問題的方法是使一組節(jié)點(diǎn)以相同的順序應(yīng)用相同的狀態(tài)轉(zhuǎn)換——通常，精確的順序無關(guān)緊要，只要所有的節(jié)點(diǎn)都是一致的。對(duì)于數(shù)字貨幣(digital currency)，要復(fù)制的狀態(tài)是一組余額，交易是狀態(tài)轉(zhuǎn)換。早期的解決方案，包括由圖靈獎(jiǎng)得主Leslie Lamport于1989年(文獻(xiàn)28,29)提出的Paxos——當(dāng)通信信道不可靠時(shí)，少數(shù)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)某些“realistic”的故障，例如永遠(yuǎn)離線或重新啟動(dòng)，收到最初離線時(shí)發(fā)送的過時(shí)消息等——會(huì)考慮狀態(tài)復(fù)制。隨后，產(chǎn)生了大量的文獻(xiàn)，主要是應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜(敵對(duì)/不利)環(huán)境和針對(duì)效率的權(quán)衡(tradeoff)。

　　一系列相關(guān)的工作研究了網(wǎng)絡(luò)大多可靠的情況(消息以有限的延遲傳遞)，但是“錯(cuò)誤”的定義被擴(kuò)展為處理與協(xié)議的任何偏離(any deviation)。這種拜占庭式的錯(cuò)誤包括自然發(fā)生的錯(cuò)誤以及惡意制造的行為。早在1982年(文獻(xiàn)27)，Lamport與Robert Shostak和Marshall Pease發(fā)表了一篇論文：《拜占庭將軍問題》。之后在1999年，Miguel Castro和Barbara Liskov發(fā)表了一篇里程碑式的論文引入了PBFT(practical Byzantine fault tolerance)同時(shí)容納了拜占庭故障和不可靠的網(wǎng)絡(luò)(文獻(xiàn)8)。 與鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳相比，有關(guān)容錯(cuò)文獻(xiàn)的數(shù)量是巨大的，包括Paxos，PBFT和其他重要協(xié)議的數(shù)百種變體和優(yōu)化。

　　中本聰在他最初的白皮書中沒有引用BFT的文獻(xiàn)或者使用它的語言。他使用了一些概念，將協(xié)議作為一種共識(shí)機(jī)制，并以攻擊者的形式以及節(jié)點(diǎn)加入和離開網(wǎng)絡(luò)的方式來考慮故障問題。 這與他明確聲明參考鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳的文獻(xiàn)(包括工作量證明，下文討論)形成鮮明對(duì)比。 當(dāng)被問及關(guān)于比特幣與拜占庭將軍問題(一個(gè)需要BFT解決的思想實(shí)驗(yàn)的關(guān)系)的郵件列表討論時(shí)，中本聰聲稱工作量證明鏈解決了這個(gè)問題(文獻(xiàn)35)。

　　在接下來的幾年中，其他學(xué)者從分布式系統(tǒng)的角度研究了中本聰?shù)墓沧R(shí)機(jī)制——這仍然是一個(gè)正在進(jìn)行的工作。有些人表示，比特幣的屬性是相當(dāng)弱的(文獻(xiàn)43);而另外一些人則認(rèn)為，對(duì)于比特幣的一致性屬性來說(文獻(xiàn)40)，BFT的觀點(diǎn)并不公平。另一種方法是定義已經(jīng)充分研究的性質(zhì)變體，并證明比特幣滿足它們(文獻(xiàn)19)。最近，這些定義大大加強(qiáng)了，以提供一個(gè)更為標(biāo)準(zhǔn)的一致性定義，且該定義為消息傳遞保留更多現(xiàn)實(shí)性假設(shè)(文獻(xiàn)37)。然而，所有這些工作都假設(shè)部分參與者的行為是“誠(chéng)實(shí)”(例如，協(xié)議兼容)的，而中本聰則認(rèn)為，沒有必要盲目地假設(shè)行為是誠(chéng)實(shí)的，因?yàn)樾袨槭潜患?lì)的。 對(duì)中本聰?shù)募?lì)共識(shí)機(jī)制的全面分析并不適合過去的容錯(cuò)系統(tǒng)模型。

　　2 工作量證明(Proof of Work)

　　幾乎所有的容錯(cuò)系統(tǒng)都假定系統(tǒng)中的大多數(shù)或絕大多數(shù)(如超過一半或三分之二)的節(jié)點(diǎn)都是誠(chéng)實(shí)和可靠的。在一個(gè)開放的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，沒有節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)，節(jié)點(diǎn)可以自由地加入和離開。因此，攻擊者可以創(chuàng)建足夠多的Sybils或sockpuppet節(jié)點(diǎn)來打破系統(tǒng)的一致性保證。Sybil攻擊是由John Douceur在2002年正式形式化，并借助于密碼學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施——工作量證明——來化解它。

　　2.1起源(The origins)

　　為了理解工作量證明，我們來看看它的起源。今天被稱為工作量證明的第一次提出是由Cynthia Dwork和Moni Naor于1992年創(chuàng)建的。他們的目標(biāo)是阻止垃圾郵件。請(qǐng)注意，垃圾郵件，Sybil攻擊和拒絕服務(wù)都是大致類似的問題：與常規(guī)用戶相比，攻擊者通過網(wǎng)絡(luò)增大其影響力。工作量證明適用于三方防御。在Cynthia Dwork和Moni Naor的設(shè)計(jì)中， 電子郵件收件人只會(huì)處理那些附帶有證明——發(fā)件人執(zhí)行了適量計(jì)算工作——的電子郵件，即“工作量證明”。 計(jì)算工作量證明在普通計(jì)算機(jī)上可能需要幾秒鐘的時(shí)間。因此，對(duì)普通用戶來說不會(huì)造成任何困難，但是對(duì)于垃圾郵件發(fā)送者，在使用等效硬件的條件下，希望發(fā)送一百萬封電子郵件則需要幾周的時(shí)間，

　　請(qǐng)注意， 工作量證明(也稱為難題解決)必須特定于電子郵件以及收件人。 否則，垃圾郵件發(fā)送者將能夠向同一個(gè)收件人發(fā)送多個(gè)郵件(或者向多個(gè)收件人發(fā)送相同的郵件)，而成本和一對(duì)一發(fā)送是一樣的。第二個(gè)重要的特點(diǎn)是它應(yīng)該給收件人僅造成最小的計(jì)算負(fù)擔(dān);難題解決方案應(yīng)該是易于驗(yàn)證的 ，無論他們計(jì)算多么困難。此外，Cynthia Dwork和Moni Naor認(rèn)為帶有后門的功能——這是中心權(quán)威機(jī)構(gòu)所知道的一個(gè)秘密——可以讓權(quán)威機(jī)構(gòu)在不做工作量證明的情況下解決問題。一個(gè)可能的應(yīng)用程序后門是為權(quán)威機(jī)構(gòu)開放一個(gè)發(fā)送郵件不產(chǎn)生成本的郵件列表。Cynthia Dwork和Moni Naor的提案包含三個(gè)滿足其性質(zhì)的候選難題，并啟動(dòng)了整個(gè)研究領(lǐng)域，我們將再次回到這個(gè)主題。

　　2.2哈?，F(xiàn)金(Hashcash)

　　一個(gè)非常類似的名為hashcash的想法是在1997年由當(dāng)時(shí)是cypherpunk社區(qū)的博士后研究員Adam Back獨(dú)立發(fā)明的。Cypherpunk社員是反政府和反中心機(jī)構(gòu)力量的活動(dòng)家，并致力于通過密碼學(xué)推動(dòng)社會(huì)和政治變革。Adam Back是注重實(shí)踐的人：他首先發(fā)布的是hashcash軟件，五年后的2002年才發(fā)布Internet草案(標(biāo)準(zhǔn)化文件)和論文(文獻(xiàn)4)。

　　Hashcash比Cynthia Dwork和Moni Naor的想法簡(jiǎn)單得多：它沒有后門，也不需要中心權(quán)威，它只使用哈希函數(shù)而不是數(shù)字簽名。 Hashcash基于一個(gè)簡(jiǎn)單的原理：哈希函數(shù)在某些實(shí)際用途中表現(xiàn)為隨機(jī)函數(shù)，這意味著找到哈希到特定輸出的輸入的唯一方法是嘗試各種輸入，直到產(chǎn)生期望的輸出為止。而且，找到哈希到任意一組輸出的輸入的唯一方法是再次逐個(gè)嘗試對(duì)不同的輸入進(jìn)行哈希。 所以，如果讓你嘗試找到一個(gè)輸出哈希值以10個(gè)零開始的輸入(二進(jìn)制)，你將不得不嘗試大量的輸入，你會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)輸出從10個(gè)零開始的機(jī)會(huì)都是(1/2)^10，這意味著你將不得不嘗試(2)^10個(gè)輸入的順序，或大約1000個(gè)哈希計(jì)算。

　　顧名思義，在hashcash中，Adam Back把工作量證明看作一種貨幣形式。在他的網(wǎng)站上，他把這種貨幣定位為David Chaum的DigiCash實(shí)現(xiàn)選擇之一——一個(gè)由銀行向用戶發(fā)放無法追蹤的數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)的系統(tǒng)。他甚至在技術(shù)設(shè)計(jì)上做了一些權(quán)衡設(shè)計(jì)，使其顯得更像一種貨幣。后來，Adam Back評(píng)論認(rèn)為比特幣就是hashcash的直接擴(kuò)展。但是，hashcash并不是現(xiàn)金，因?yàn)樗鼪]有防止雙重支出(雙花)的保護(hù)。Hashcash的令牌不能在對(duì)等同伴之間交換。

　　同時(shí)，在學(xué)術(shù)領(lǐng)域中，研究人員發(fā)現(xiàn)，除了垃圾郵件之外， 工作量證明還有很多應(yīng)用場(chǎng)景 ，例如防止拒絕服務(wù)攻擊(文獻(xiàn)25)，確保網(wǎng)絡(luò)分析的真實(shí)性(文獻(xiàn)17)，速率限制密碼在線猜測(cè)(文獻(xiàn)38)等。順便說一句，工作量證明這個(gè)詞是有由Markus Jakobsson和Ari Juels在1999年撰寫的一篇論文中首次提出來的，這篇論文也是到那時(shí)為止對(duì)這一研究的很好綜述(文獻(xiàn)24)。值得注意的是，這些研究人員似乎并不知道到hashcash，各自獨(dú)立地朝著基于哈希的工作量證明的方向匯集，這在Eran Gabber等人的論文以及Juels(文獻(xiàn)18)和Brainard(文獻(xiàn)25)的論文中都有提及(本文中使用的許多術(shù)語是在有關(guān)論文發(fā)表后很長(zhǎng)時(shí)間才成為標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語的)。

　　側(cè)邊欄：Sybil-對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(Sybil-resistant networks)

　　John Douceur在他關(guān)于Sybil攻擊的論文中提出，所有參與BFT協(xié)議的節(jié)點(diǎn)都需要解決hashcash難題。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)偽裝成N個(gè)身份，將無法及時(shí)解決N個(gè)難題，其偽造的身份將被清除。然而，惡意節(jié)點(diǎn)仍然可以獲得比只聲稱單一身份的誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)有更多的優(yōu)勢(shì)。2005年發(fā)布的后續(xù)文章(文獻(xiàn)1)中提出，誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該反過來模仿惡意節(jié)點(diǎn)的行為，并聲稱其計(jì)算能力能夠承擔(dān)的盡可能多的虛擬身份。 利 用這些虛擬身份執(zhí)行BFT協(xié)議，原來的假設(shè)“最多只有部分f節(jié)點(diǎn)故障”可以用“由故障節(jié)點(diǎn)控制的總計(jì)算能力的分?jǐn)?shù)至多為f ”來代替。 因此，不再需要驗(yàn)證身份，并且開放的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)行BFT協(xié)議，比特幣恰好使用了這個(gè)想法，但中本聰提出了一個(gè)進(jìn)一步的問題：什么激勵(lì)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行昂貴的工作量證明計(jì)算呢?答案需要進(jìn)一步的飛躍：數(shù)字貨幣(digital currency)。

　　2.3工作量證明和數(shù)字現(xiàn)金：雙環(huán)困境(Proof of work and digital cash: A catch-22)

　　你可能知道，作為反垃圾郵件措施， 工作量證明沒有成功應(yīng)用于其發(fā)源的應(yīng)用。 一個(gè)可能的原因是不同設(shè)備解決難題的速度有巨大差異。這意味著垃圾郵件發(fā)送者可以用小額的投資來定制硬件，就可以將濫發(fā)垃圾郵件的速率提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，對(duì)生產(chǎn)成本不對(duì)稱的自然反應(yīng)是進(jìn)行貿(mào)易——即，工作量證明的交易市場(chǎng)。 但是，這里就是一個(gè) 雙環(huán)困境 (catch-22)，因?yàn)檫@將需要一個(gè)可以工作的數(shù)字貨幣(digital currency)。事實(shí)上，正是因?yàn)槿狈@樣的貨幣，導(dǎo)致了工作量證明使用的最大動(dòng)機(jī)不足。這個(gè)問題的一個(gè)粗暴的解決辦法是宣布難題解決方案是現(xiàn)金，正如hashcash試圖做的那樣。

　　*譯注：雙環(huán)困境，一般指互相抵觸之規(guī)律或條件所造成的無法脫身的困窘;或者是不合邏輯的或矛盾的問題。例如這就是一個(gè)相互矛盾的困窘：沒有人想要支持你除非你已經(jīng)成功了，但是如果沒有人支持，你怎么可能成功呢?

　　在比特幣之前的兩篇文章中發(fā)現(xiàn)了更為清晰的方案來將難題解決作為現(xiàn)金來處理，文章分別描述了b-money(文獻(xiàn)13)和bit gold(文獻(xiàn)42)。這些方案提供時(shí)間戳服務(wù)，用來簽署錢的創(chuàng)建(通過工作量證明)，并且一旦創(chuàng)建了錢，就可以簽署轉(zhuǎn)賬。但是，如果服務(wù)器或節(jié)點(diǎn)之間出現(xiàn)總賬本不一致的情況，文章則沒有給出明確的解決辦法。依靠多數(shù)原則來決定似乎是兩位作者的文章的隱含之意，但是由于Sybil問題，這些機(jī)制并不是很安全，除非有一個(gè)gatekeeper控制網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)入，或者Sybil對(duì)抗本身是通過工作量證明來實(shí)現(xiàn)的。

　　3 組合創(chuàng)新(Putting it all together)

　　通過了解所有這些貢獻(xiàn)了比特幣各種設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的前輩，你會(huì)體會(huì)到中本聰真正天才般的創(chuàng)新。在比特幣中，難題解決方案不能自我構(gòu)建成為現(xiàn)金，相反，他們只是用來保護(hù)總賬本。而工量作證明的解決是由專門的實(shí)體稱為礦工來完成的(雖然中本聰?shù)凸懒藢I(yè)采礦將如何實(shí)現(xiàn))。

　　礦工們需要不斷地相互競(jìng)爭(zhēng)，尋找下一個(gè)難題解決方案。每個(gè)礦工都要解決這個(gè)難題的一個(gè)稍微不同的變體，因此成功的機(jī)會(huì)與礦工控制的全球采礦能力的一部分成正比。解決難題的礦工貢獻(xiàn)了基于鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳的總賬本的下一個(gè)批次，或者區(qū)塊(即下一個(gè)交易)。通過維護(hù)和交換總賬本，貢獻(xiàn)一個(gè)區(qū)塊的礦工將會(huì)獲得一個(gè)新挖到貨幣的一份獎(jiǎng)勵(lì)。很有可能的是，如果一名礦工貢獻(xiàn)了一個(gè)無效的區(qū)塊或交易，將會(huì)被大多數(shù)其他貢獻(xiàn)下一區(qū)塊的礦工拒絕，從而使無效區(qū)塊的獎(jiǎng)勵(lì)失效。這樣，由于金錢上的激勵(lì)，礦工們確保了彼此都遵循同樣的協(xié)議。

　　比特幣巧妙地避免了困擾“工作量即現(xiàn)金(proof-of-work-as-cash)”機(jī)制的雙重支出(double-spending,雙花)問題，因?yàn)樗荛_了難題解決方案本身的價(jià)值。 事實(shí)上，比特幣實(shí)現(xiàn)了難題解決方案與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的兩倍脫鉤：生產(chǎn)一個(gè)區(qū)塊所需的工作量是一個(gè)浮動(dòng)參數(shù)(與全球采礦能力成正比)，而且更進(jìn)一步每個(gè)區(qū)塊發(fā)放的比特幣數(shù)也不是固定的。 區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)(也就是新的比特幣是如何挖出的)每四年設(shè)定一半(在2017年，獎(jiǎng)勵(lì)是12.5比特幣/塊，從最初50比特幣/塊減半而來)。比特幣包含了一個(gè)額外的獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃——即交易發(fā)起者向具有包含該交易的區(qū)塊的礦工支付交易費(fèi)用，并且期望由市場(chǎng)決定交易費(fèi)用和礦工的報(bào)酬。

　　那么， 中本聰?shù)奶觳挪⒉皇潜忍貛诺娜魏螁蝹€(gè)組成部分，而是創(chuàng)造了一種復(fù)雜方式——把各種技術(shù)融合在一起為整個(gè)系統(tǒng)注入生命活力。 客觀的說， 時(shí)間戳和拜占庭協(xié)議的研究人員沒有觸及節(jié)點(diǎn)激勵(lì)問題，直到2005年，也沒有使用工作量證明來消除節(jié)點(diǎn)身份問題 。 反過來說， hashcash，b-money和bit gold的作者并沒有吸收共識(shí)/一致性算法的思想來解決雙重支出(雙花)問題 。在比特幣中，一個(gè)安全的總賬本才能防止雙重支出(雙花)問題，從而確保貨幣有價(jià)值。有價(jià)值的貨幣才能獎(jiǎng)勵(lì)礦工，然后保證采礦力量的強(qiáng)度才能保證總賬本的安全。如果沒有足夠采礦力量，一個(gè)對(duì)手可能會(huì)占據(jù)全球50%以上的采礦能力，從而能夠比網(wǎng)絡(luò)的其他部分更快地生成數(shù)據(jù)塊，然后雙重支付交易，并有效地重寫歷史記錄，使得整個(gè)系統(tǒng)赤字。因此， 比特幣是自舉的，在總賬本，貨幣，礦工這三個(gè)組件之間有一個(gè)閉環(huán)的依賴關(guān)系。 中本聰面臨的挑戰(zhàn)不僅僅在于設(shè)計(jì)，而是能夠說服最初的用戶和礦工社區(qū)一起，面向未知的時(shí)代，縱身一躍：那個(gè)時(shí)候比薩的價(jià)格超過了10000比特幣，網(wǎng)絡(luò)的采礦能力還不到今天的萬億分之一。

　　側(cè)邊欄：智能合約(Smart contracts)

　　一個(gè)智能合約就是把數(shù)據(jù)放在一個(gè)安全的總賬本中，并將智能合約擴(kuò)展到計(jì)算。換句話說，它是一個(gè)公開指定程序正確執(zhí)行的共識(shí)協(xié)議。用戶可以調(diào)用智能合約程序中的功能，并服從程序指定的任何限制，并且功能代碼由礦工串聯(lián)執(zhí)行。用戶可以信任輸出而不必重做計(jì)算，并可以編寫自己的程序來處理其他程序的輸出。通過與加密貨幣(cryptocurrency)平臺(tái)相結(jié)合，智能合約尤其強(qiáng)大，因?yàn)樯鲜龀绦蚩梢蕴幚碣Y金——擁有，轉(zhuǎn)讓，銷毀，在某些情況下甚至可以打印。

　　比特幣實(shí)現(xiàn)一種限制性編程語言作為智能合約。一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”交易(即將貨幣從一個(gè)地址轉(zhuǎn)賬另一個(gè)地址的交易)就是用這種語言實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)短腳本。以太坊(Ethereum)提供更寬容和強(qiáng)大的語言。

　　智能合約的想法是由Nick Szabo在1994年提出的(文獻(xiàn)41)，因?yàn)榭梢灶惐扔诜珊贤?智能合約比法律合同多了自動(dòng)執(zhí)行的功能)，所以命名為智能合約。Nick Szabo早就預(yù)見性(這個(gè)觀點(diǎn)已經(jīng)被Karen Levy (文獻(xiàn)31)和Ed Felten 所批評(píng)(文獻(xiàn)16))的提出了 智能合約作為數(shù)字現(xiàn)金協(xié)議的擴(kuò)展，并且認(rèn)識(shí)到拜占庭協(xié)議和數(shù)字簽名(等等)可以作為構(gòu)建模塊。 加密貨幣的成功使智能合約成為現(xiàn)實(shí)，對(duì)這個(gè)話題的研究也開始興起。例如，編程語言研究人員已經(jīng)調(diào)整了他們的方法和工具，以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)智能合同中的錯(cuò)誤并寫出可校驗(yàn)正確的智能合約。

　　3.1公鑰即身份(Public keys as identities)

　　本文基于這樣一個(gè)理解：一個(gè)安全的總賬本使創(chuàng)建數(shù)字貨幣(digital currency)更加容易。讓我們?cè)倩仡欉@個(gè)斷言。當(dāng)Alice希望支付Bob時(shí)，她將交易廣播給所有的比特幣節(jié)點(diǎn)。一個(gè)交易只不過是一個(gè)字符串：一個(gè)聲明“Alice希望支付給Bob一些錢”并由Alice簽名。最終，這個(gè)聲明被礦工記入總賬本，交易即成為現(xiàn)實(shí)。請(qǐng)注意，這個(gè)過程中并不要求Bob以任何方式參與。但是讓我們把注意力放在這次交易的缺席者：顯然缺席的是Alice和Bob的身份;相反，交易只包含他們各自的公鑰。 這就是比特幣的一個(gè)重要的概念：公鑰是系統(tǒng)中唯一的身份。 交易向公鑰傳入或者傳出價(jià)值，這個(gè)公約就稱為地址。

　　*譯者注：從這個(gè)地址概念的引入，對(duì)比傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)，中本聰?shù)膭?chuàng)新很巧妙。

　　為了能夠“說出”一個(gè)身份，你必須知道相應(yīng)的密鑰。你可以隨時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新的身份——方法是生成一個(gè)新的密鑰對(duì)——而不需要中心機(jī)構(gòu)或注冊(cè)機(jī)構(gòu)。你不需要申請(qǐng)用戶名或通知其他人你已選擇了特定的名稱——這是去中心化身份管理的概念——比特幣沒有指定Alice如何告訴Bob她的化名(Pseudonyms)是什么，這是系統(tǒng)外部的。

　　與當(dāng)今大多數(shù)其他支付系統(tǒng)截然不同，這些想法相當(dāng)“古老”，可以追溯到數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)之父David Chaum。實(shí)際上，David Chaum也對(duì)匿名網(wǎng)絡(luò)做了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，正是在這個(gè)背景下，他發(fā)明了這個(gè)“數(shù)字化名”( Digital Pseudonyms)這個(gè)創(chuàng)意。在他1981年的論文“Untraceable Electronic Mail, Return Addresses, and Digital Pseudonyms(文獻(xiàn)9)” 他說：“數(shù)字化名”是一個(gè)公鑰，用來驗(yàn)證由相應(yīng)私鑰的匿名持有者是否取得簽名。

　　現(xiàn)在， 只有通過公鑰才知道收件人是一個(gè)明顯的問題：無法將郵件路由到正確的計(jì)算機(jī)。 這導(dǎo)致了David Chaum方案的效率極低：匿名交易，不能消除。與集中支付系統(tǒng)相比，比特幣同樣效率極低：包含每個(gè)交易的總賬由系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)。無論如何，比特幣選擇了安全而同時(shí)選擇了低效率，從而實(shí)現(xiàn)了“免費(fèi)”的匿名性(即公鑰作為身份)。David Chaum在1985年的論文(文獻(xiàn)11)，把這些想法推進(jìn)了一步，他提出了一種基于普遍“化名”隱私保護(hù)電子商務(wù)愿景，以及數(shù)字現(xiàn)金(digital cash)背后的關(guān)鍵思想——“盲簽名(blind signatures)”。

　　“公鑰即身份”的思想也存在于前面討論過的比特幣的先驅(qū)性質(zhì)的文獻(xiàn)中：b-money 和 bit gold。但是，大部分工作都建立在David Chaum的基礎(chǔ)上，而David Chaum自己后來的工作(包括電子現(xiàn)金)都偏離了這個(gè)想法。Cypherpunk社區(qū)對(duì)隱私保護(hù)的通訊和商務(wù)有濃厚的興趣，他們擁抱了他們稱之為nyms的“化名”。但對(duì)他們來說，nyms不僅僅是密碼身份(即公鑰)，而是通常與公鑰相關(guān)的電子郵件地址。同樣，伊恩·戈德堡(Ian Goldberg)的論文——后續(xù)匿名通訊工作的基礎(chǔ)——贊成David Chaum的觀點(diǎn)，但是認(rèn)為“化名”nyms應(yīng)該是人們?nèi)菀子涀〉挠米C書綁定的綽號(hào)。因此，比特幣被證明是David Chaum思想最成功的例子。

　　4 區(qū)塊鏈(The Blockchain)

　　到目前為止，本文沒有提到區(qū)塊鏈。如果你相信炒作，區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺闹饕l(fā)明?？赡軙?huì)讓你大吃一驚的是，中本聰壓根沒有提到這個(gè)詞。實(shí)際上，區(qū)塊鏈這個(gè)技術(shù)術(shù)語沒有標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)定義，但是被各方用來指稱與比特幣和總賬本有不同程度相似的系統(tǒng)。

　　討論受益于區(qū)塊鏈的示例應(yīng)用程序?qū)⒂兄诔吻逶撔g(shù)語的不同用途。首先，考慮一個(gè)銀行財(cái)團(tuán)之間交易的數(shù)據(jù)庫(kù)后端，交易在每天結(jié)束時(shí)呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，賬戶由中央銀行結(jié)算。這樣一個(gè)體系有少數(shù)的明確的各方，所以中本聰?shù)墓沧R(shí)將是矯枉過正的。也不需要區(qū)塊鏈上的貨幣，因?yàn)橘~戶是以傳統(tǒng)貨幣計(jì)價(jià)的。另一方面，鏈?zhǔn)綍r(shí)間戳顯然是有用的，至少可以確保在網(wǎng)絡(luò)延遲的情況下實(shí)現(xiàn)一致的全局事務(wù)排序。狀態(tài)復(fù)制也是有用的：一家銀行會(huì)知道，其本地?cái)?shù)據(jù)副本與中央銀行用來結(jié)算賬戶的數(shù)據(jù)是一樣的。這使銀行擺脫了目前必須執(zhí)行的代價(jià)高昂的協(xié)調(diào)過程。

　　其次，考慮一個(gè)資產(chǎn)管理應(yīng)用程序，例如追蹤金融證券，房地產(chǎn)或任何其他資產(chǎn)所有權(quán)的文檔登記冊(cè)。使用區(qū)塊鏈可以提高互操作性，降低進(jìn)入門檻。我們希望有一個(gè)安全的全球文檔登記冊(cè)，最好能讓公眾參與。這本質(zhì)上是20世紀(jì)90年代和新千年時(shí)代的時(shí)間戳服務(wù)所提供的。公共區(qū)塊鏈提供了一個(gè)特別有效的方法來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)(數(shù)據(jù)本身可能被存儲(chǔ)在鏈外，只有元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鏈上)。其他應(yīng)用程序也受益于時(shí)間戳或“公告板”抽象，最顯著的是電子投票。

　　讓我們繼續(xù)資產(chǎn)管理的例子。假設(shè)你想通過區(qū)塊鏈執(zhí)行資產(chǎn)交易，而不是僅僅保存交易記錄。如果資產(chǎn)本身在區(qū)塊鏈以數(shù)字形式發(fā)行，并且區(qū)塊鏈支持智能合約，則可以進(jìn)行交易。在這種情況下， 智能合約解決了確保只有在資產(chǎn)轉(zhuǎn)移時(shí)才進(jìn)行支付的“公平交換”問題。 更一般地說，智能合約可以對(duì)復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行編碼，只要所有必要的輸入數(shù)據(jù)(資產(chǎn)，價(jià)格等)都在區(qū)塊鏈上表示出來。

　　這種區(qū)塊鏈屬性與應(yīng)用程序的映射使我們不僅能夠欣賞其潛力，而且還能夠使我們注入極為需要的懷疑態(tài)度。首先，很多提議的區(qū)塊鏈應(yīng)用，特別是在銀行業(yè)，并沒有使用中本聰?shù)墓沧R(shí)機(jī)制。相反，他們使用總賬本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拜占庭協(xié)議(這些技術(shù)，如前文所述，可以追溯到上個(gè)世紀(jì)90年代)。這就暗示了區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N新的革命性技術(shù)。相反，圍繞區(qū)塊鏈的嗡嗡聲(buzz)已經(jīng)幫助銀行發(fā)起集體行動(dòng)來部署共享總賬本技術(shù)， 正如“石頭湯(stone soup)”的隱喻。 比特幣也是分散式賬本工作的一個(gè)非常明顯的概念證明，并且比特幣核心項(xiàng)目提供了一個(gè)便利的代碼庫(kù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

　　*譯注： 《石頭湯》是一本根據(jù)法國(guó)民間故事改寫的作品，但瓊·穆特把故事的場(chǎng)景設(shè)定在古代中國(guó)。三個(gè)和尚來到一個(gè)飽經(jīng)苦難的村莊，村民們長(zhǎng)年在艱難歲月中煎熬，心腸變得堅(jiān)硬，不愿接納任何人。可是，和尚們用煮石頭湯的方法，讓村民們不知不覺地付出了很多，明白了分享與幸福在真諦。

　　瓊·穆特，美國(guó)圖畫書作家和畫家曾在日本學(xué)習(xí)，醉心于日本和中國(guó)傳統(tǒng)文化。創(chuàng)作了很多具有東方哲學(xué)智慧的圖畫書，比如《禪的故事》。

　　其次，有一個(gè)誤導(dǎo)性的說法：區(qū)塊鏈通常比傳統(tǒng)的文檔登記更安全。要明白為什么，必須把系統(tǒng)或平臺(tái)的整體穩(wěn)定性與終端安全(即用戶和設(shè)備的安全性)分開。誠(chéng)然，區(qū)塊鏈的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)可能低于許多中心機(jī)構(gòu)，但區(qū)塊鏈的端點(diǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈交易幾乎是即時(shí)的，不可逆轉(zhuǎn)的，而且在公共區(qū)塊鏈中，設(shè)計(jì)為匿名交易。在基于區(qū)塊鏈的股票登記中，如果用戶(經(jīng)紀(jì)人或代理人)失去對(duì)其私人密鑰的控制權(quán)——只要手機(jī)丟失或在計(jì)算機(jī)上安裝了惡意軟件——?jiǎng)t用戶將喪失其資產(chǎn)。比特幣黑客、盜竊和詐騙的非凡歷史并不會(huì)給人們帶來多大的信心，據(jù)估計(jì)，至少有6%的比特幣在流通中被盜過一次(文獻(xiàn)39)。

　　側(cè)邊欄：許可區(qū)塊鏈(Permissioned blockchains)

　　雖然這篇文章強(qiáng)調(diào)私人和許可區(qū)塊鏈并沒有使用比特幣的大部分創(chuàng)新，但這并不意味著這個(gè)領(lǐng)域發(fā)生的有趣工作就很少。許可區(qū)塊鏈限制誰可以加入網(wǎng)絡(luò)，寫交易或挖礦(區(qū)塊)。特別是， 如果礦工被限制在一個(gè)值得信賴的參與者名單，則可以放棄工作量證明，以利于更傳統(tǒng)的BFT方法。 因此，大部分的研究都是BFT算法的重生，并且可以提出如下問題：我們可以使用哈希樹來簡(jiǎn)化共識(shí)算法嗎?如果網(wǎng)絡(luò)只能以某種方式出現(xiàn)故障呢?

　　此外，圍繞身份和公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施，訪問控制以及存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)的機(jī)密性等話題，還有一些重要的考慮因素。這些問題很大程度上不在公共區(qū)塊鏈中出現(xiàn)，也沒有被傳統(tǒng)的BFT文獻(xiàn)所研究。

　　最后，還有一項(xiàng)工程性工作是提高區(qū)塊鏈的吞吐量，并將其應(yīng)用于各種業(yè)務(wù)：比如供應(yīng)鏈管理和金融技術(shù)。

　　5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(Concluding Lessons)

　　這里描述的歷史為從業(yè)人員和專業(yè)學(xué)者提供了豐富(和互補(bǔ))的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。從業(yè)者應(yīng)該對(duì)革命性技術(shù)的主張持懷疑態(tài)度。如前文所示，比特幣中那些引起企業(yè)興奮的大多數(shù)想法，例如分布式賬本和拜占庭協(xié)議，可以追溯到20年以上。 認(rèn)識(shí)到你的問題可能不需要任何突破性創(chuàng)新——在研究論文中可以找到那些長(zhǎng)期被遺忘的解決方案。

　　學(xué)術(shù)界似乎有相反的問題，至少在這種情形下：抵制激進(jìn)的，外來的想法。比特幣白皮書的很多想法盡管都可以回溯其譜系，但比大多數(shù)學(xué)術(shù)研究更新穎。而且，中本聰不關(guān)心學(xué)術(shù)同行評(píng)議，也沒有完全把它與學(xué)術(shù)歷史聯(lián)系起來。因此在數(shù)年里，學(xué)術(shù)界幾乎完全忽視比特幣。許多學(xué)術(shù)團(tuán)體非正式地認(rèn)為，盡管比特幣事實(shí)上在實(shí)踐中運(yùn)行的很好，但比特幣不可能基于過去系統(tǒng)的理論模型和經(jīng)驗(yàn)的來運(yùn)行。

　　我們一再看到，研究文獻(xiàn)中的創(chuàng)意可能會(huì)逐漸被遺忘或被忽略，特別是如果這些想法是超越它們的時(shí)代，甚至在流行的研究領(lǐng)域之外。 從業(yè)者和專業(yè)學(xué)者都應(yīng)該回顧舊的創(chuàng)意，收集當(dāng)前系統(tǒng)的見解。 比特幣的非凡和成功之處不在于它處于任何組件研究的前沿，而在于它整合了許多不相關(guān)領(lǐng)域的舊創(chuàng)意。 要做到這一點(diǎn)并不容易，因?yàn)樗枰獜浐喜煌男g(shù)語，假設(shè)等，但這是創(chuàng)新的寶貴藍(lán)圖。

　　從業(yè)者應(yīng)該能夠識(shí)別過度炒作的技術(shù)并因此受益。 識(shí)別技術(shù)炒作有一些指標(biāo)：難以確定其技術(shù)創(chuàng)新;由于企業(yè)急于把自己的產(chǎn)品附加到流行趨勢(shì)上，所以難以確定所謂技術(shù)術(shù)語的含義;難以確定正在解決的問題;最后，要求技術(shù)解決社會(huì)問題或者制造經(jīng)濟(jì)/政治動(dòng)蕩。

　　相反，學(xué)術(shù)界卻難以推銷其發(fā)明。例如，不幸的是，最初的工作量證明研究人員沒有得到比特幣的信貸(credit for bitcoin)，可能是因?yàn)檫@項(xiàng)工作在學(xué)術(shù)界以外并不為人所知。在學(xué)術(shù)界，諸如發(fā)布代碼和與從業(yè)者合作等活動(dòng)沒有得到充分的獎(jiǎng)勵(lì)。事實(shí)上， 迄今為止，學(xué)術(shù)工作量證明的原始分支仍然不承認(rèn)比特幣的存在! 與現(xiàn)實(shí)世界接觸不僅有助于獲得信貸(credit)，而且還會(huì)減少輪子再造，并且是找到新創(chuàng)意。