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七大设计原则
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我们相信下一个新纪元将会由中本聪的愿景所启发，围绕一系列的隐含原则所设计，并由那些充满激情而又富有才华的社区领导者实现。
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中本聪的伟大构思仅限于货币方面，而不是要创造第二代互联网这样的更高目标。他并没有提到重塑公司、改变我们的机构或者改善文明程度等事宜。不过，中本聪的这一见解，还是体现了其令人惊叹的简易思维、独创能力以及对人类的深刻洞察力。那些读过2008年论文的人，会越来越清楚地意识到，数字经济新时代即将来临。计算与通信技术的融合推动了第一代数字经济的出现，而计算机工程、数学、密码学及行为经济学的结合或许能推动第二代数字经济。
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民谣歌手戈登·莱特富特在他的歌中浅唱道：“如果你能读懂我的心，那你一定能读懂我的爱。”自2011年来中本聪就一直处于与外界隔离的状态（尽管这个名字会时不时出现在网络社区讨论板块），不过我们认为，他独创的这套信任协议，为机构及经济的重新组建提供了参考原则。
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每个与我们谈论过的人，都迫切地想要分享他们关于区块链技术的见解。我们根据每一场对话、每一份白皮书以及每一个论坛帖子展示出了一系列的主题，而我们将这些主题提炼成设计原则——在区块链上创建软件、服务、商业模式、市场、机构甚至是政府事务方面的原则。虽然中本聪并没有具体提到过这些原则，但它们一直暗含在他发布的技术平台上。我们其视为塑造数字经济及恢复信任的新纪元所需遵守的原则。
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如果你刚刚接触区块链领域，我们希望这些原则有助于你理解区块链革命的基本原理。即使你是一个坚定的比特币区块链的怀疑者，在你以后的企业家、投资者、工程师或艺术家的生涯中，如果你需要与志趣相同的人进行创意协作；如果你是各种资产的所有者或投资者；如果你是一个希望重新构想你在这个区块链经济的早期所扮演角色的管理者；那么，这些原则对你来说都有一定的参考价值。
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网络化诚信
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原则：信任源自内在，而非外在。诚信被编码到流程的每一环节中，它是分布式的，而不依赖于任何一个成员。参与者之间能够直接进行价值交换并可以期望另一方以诚信的方式行事。也就是说，诚信价值观——包括言行上的诚实、考虑对方利益、对自己的决定与行为负责及决策与行动的公开透明等——会以编码形式体现在决定权、激励制度以及运作过程中，这样个人或机构就必需以诚信的方式行事，否则就可能会耗费更多的时间、金钱、能量和声誉。
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有待解决的问题：在互联网上，人们一直无法直接进行金钱交换，这纯粹是因为金钱本质上和其他信息产品或知识产权是不一样的。你可以把同一张自拍照传给所有朋友，但是你付给另一个人的一美元不能再付给你的朋友了。钱必需从你的账户离开并转入你朋友的账户，它不可以同时存在于两个账户中，更不应该在多个账户中了。所以，就有可能出现这种风险，即在两个地方使用了同一个单位的数字货币，并让其中一笔像空头支票那样被退回来。这种就是双重支付的问题。这对那些想重复支付同一笔钱的诈骗分子来说是一件好事。但对那笔无效款项的接受者来说就是一件坏事了，而且还会对你的在线声誉度带来不良影响。在传统情况下，在进行在线支付时，我们会借助第三方中央数据库对每一笔交易进行清算，从而解决双重支付问题，比如通过汇款服务（如西联汇款）、商业银行（如花旗银行）、政府机构（如澳洲联邦银行）、信用卡公司（如Visa），或者在线支付平台（如PayPal）等等。在世界上某些地区，结算可能要花好几天甚至是好几周才能完成。
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突破性进展：中本聪利用现有分布式点对点网络及一些聪明的密码学技术创建了一套共识机制，从而以跟可信的第三方相当（或更好）的效果解决多重支付的问题。在比特币区块链上，网络会为所有者花费某个币时涉及的第一个交易盖上时间戳，然后拒绝后来重复花费这个币的交易，这样就消灭了多重签名的问题。网络上运行比特币全节点的参与者叫作矿工，他们负责采集近期交易，以数据块的形式进行结算，并且每十分钟重复执行这一过程。每一个区块必需引用前面一个区块的某些数据才能视为合法。此外，协议还提供了磁盘空间回收渠道，这样所有节点都可以高效地存储完整的区块链了。最后一点，区块链是开放式的，任何人都能见证交易的进行。没有人可以隐藏一个交易，因此追踪比特币比追踪现金还要容易。
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中本聪不仅希望去除中央银行的中介角色，也希望去除有关事实记录的含糊及互相冲突的解读方式。让代码来解释一切吧，让网络通过共识算法就所发生的事实达成共识并用密码学在区块链上进行记录。达成共识的机制是至关重要的。以太坊区块链的先驱者维塔利克·布特因在博客中提到：“共识是一个社会过程，即使在缺乏算法帮助的情况下，人类也非常擅长于处理共识问题。”他解释称，如果一个系统的规模超出了人们的计算能力，那么他们就会寻找软件代理人的帮助。在点对点网络中，共识算法分配了对网络状态进行更新的权利，即就所发生的真相进行投票的权利。算法会把这些权利分派给一群构成经济组织的平等对象，这群人在这个体系中有着利益关系。据布特因所言，这个经济组织的一个重要特点是它是以可靠的方式进行分布的：任何个体或联盟都不能控制大部分的权利，即使他们有动机和手段去这么做。7
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为了达成共识，比特币网络采用了“工作量证明”机制。这听起来有点复杂，但这个想法其实很简单。鉴于我们不能依靠矿工的身份来选择创建下一区块的人，那我们就设置一个非常难（比如它需要耗费大量工作）但是很容易被验证（比如其他所有人都可以快速查阅答案）的谜题。参与者都同意第一个解决问题的人可以创建下一个区块。于是矿工们必需通过投入资源（如计算机硬件和电力）并找到正确哈希值（有点像一段文字或数据文件的独特指纹）的途径来解决这个难题。他们找到的每一个区块都对应着一定数量的比特币作为奖励。这个谜题是以数学的原理设计的，确保了任何人都没有快速解决的捷径。因此，当网络其他人看到答案时，每个人都会相信这个答案得来不易。此外，根据迪诺·马克·安格里蒂斯所述，这个谜题的过程已经进行到“每秒执行500000万亿次哈希运算”的规模。矿工们“都在寻找符合这一要求的哈希值，据统计，这个值每十分钟就会出现一次。这就是个泊松分布过程，有时候只要一分钟，有时候要一小时，不过平均是十分钟一次。”迪诺·马克·安格里蒂斯解释了其运作方式：“矿工把网络中所有待处理交易收集起来，然后通过加密摘要函数来运行数据。这个加密摘要函数又叫安全哈希算法（SHA-256），一般输出32字节的哈希值。如果这个哈希值低于某特定目标（这个目标由网络设定且每隔2016个区块调整一次），那么就说明矿工已经找到了答案，并‘破解’了该区块。但不幸的是，对矿工而言，找到正确的哈希值非常困难。如果哈希值错误，那矿工就得稍微调整输入的数据，然后再次尝试。而每次尝试都会得出一个和之前截然不同的哈希值。他们不得不反复试验，直到找到正确答案为止。截止至2015年11月，哈希值尝试的次数平均达到3.5亿兆次。这个工作量非常大！”8
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你可能听说过其他共识机制。第一版以太坊区块Frontier也采用了工作量证明算法，不过以太坊1.1版的开发人员想改用“权益证明机制”。权益证明机制要求矿工购入并保留某种形式的价值储存手段（比如点点币、未来币NXT之类的区块链原生代币）。他们不必花费能量去投票。而其他区块链，比如瑞波以及恒星币，它们则要依靠社会网络来实现共识，并且他们会建议新的参与者（比如，新节点）给出一份独一无二的节点列表，这份列表至少包含100个他们所信任的节点，对事务的状态进行投票。这类证明机制会有所偏倚：新来的人需要具备社交治理和声誉才能参与其中。还有一种是“活动证明机制”，它是工作量证明与权益证明的结合体，在区块被正式承认前，一个随机数量的矿工必需利用加密密钥对一个区块进行签名。9而“容量证明机制”就是要求矿工配置超大硬盘空间来进行挖矿。还有一个相似概念，即“存储量证明”，这种机制需要矿工在一个分布式云平台分配并共享磁盘空间。
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存储空间是有一定影响的。区块链上的数据和互联网上的数据有很大不同。在互联网中，大部分信息具有延展性并快速流动，而该信息的确切发布日期和时间对过去或将来的信息而言并不重要。而在区块链上，从比特币的产出开始，其在网络中的动向就被盖上戳记。要验证一个比特币，不光要引用其自身的记录，还要参考整个区块链的历史。因此，区块链也必需以完整的方式进行保存。
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挖矿过程非常重要，这包括了将交易集合到一个区块里、投入一些资源、解决问题、达成共识及保存完整账本的副本——甚至有人把比特币区块链当成类似互联网那样需要有公众支持的公共设施。安永会计师事务所的保罗·布罗迪认为我们应该把所有电器的处理能力都投入到区块链维护中，他说：“如果你的割草机或洗碗机有一个中央处理器，然后这个中央处理器的处理能力可能是实际所需的一千倍，这样的话为什么不用它来挖矿？这并不是为了赚钱，而是用来维护你在区块链上的权益。”10除了共识机制，区块链还能通过智能代码来保障诚信，而不是靠人类自己去选择做正确的事。
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对区块链经济的影响：我们不用再依靠大公司和机构来验证人们的身份，为他们的声誉进行担保了，取而代之的是我们可以信任网络了。我们有了一个平台，在这个平台中，无论另一方如何运作，都能保证信任，这一点是前所未有的。
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对大多数社会、政治以及经济活动来说，其影响是惊人的。信任不仅关乎婚姻嫁娶、投票选举、钱财支付，对那些追求可信记录和交易保障的人来说，它也很重要。比如这个东西的所有权归谁？这是什么东西的知识产权？谁是从医学院毕业的？耐克、苹果设备还有婴幼儿配方奶粉是谁发明的？这些钻石从哪儿来？信任是数字经济的必要条件，而一个安全可靠的广泛合作平台，或许能够推动新型社会与组织的出现。
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分布式发电
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原则：系统通过一个点对点网络来分配电力，而不再进行单点控制。任何参与者都无法关闭系统。如果某个体或团体的电源被切断了，系统也还是能够运行。如果有超过一半的网络试图覆盖整个网络，那么每个人都可以看到事情的发生。
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有待解决的问题：在第一代互联网中，任何拥有庞大用户基础（可能是员工、市民、消费者或者其他组织）的大型机构，都没怎么考虑过社会契约的问题。中心化的力量一次又一次证明了他们对用户的忽视，他们随意存储并分析用户数据，在用户不知情的情况下把数据提交给相关部门以满足其要求，还未经过用户同意就大范围改变数据。
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突破性进展：比特币区块链运作所花费的过高能源成本可能会超出它所带来的财务效益。中本聪采用的工作量证明机制需要用户进行大量运算（这非常耗电）来维护网络运作，从而铸造新币。密码专家亚当·巴克开发了哈西现金（Hash cash）解决方案来减少垃圾邮件以及拒绝服务攻击，而中本聪也从这一解决方案中获得了灵感。亚当·巴克的算法需要发件人发送邮件时提供工作量证明，实际上就给邮件盖上了“特殊递件”的戳记来显示这份信件对发送者重要性——“这份信件非常重要，我花了所有精力来传送给你。”这样一来，发送垃圾邮件、恶意软件以及勒索软件的成本就会增加。
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任何人都可以免费下载比特币协议，并且保留一份区块链副本。它利用了一种名为bootstrapping（自展开）的技术，通过一些简单的指令触发程序的其他部分从而把程序上传到志愿者的电脑或移动设备上。它就如BitTorrent一样是完全分布在一个由志愿者组成的网络上的。它是一个建立在世界范围内成千上万台电脑之上的知识产权的共享数据库。
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当然，它确实能使网络免遭干预，不过这一点有利也有弊。在区块链上，再也可不能像富兰克林·罗斯福执政时期发布6012号行政命令那样，随意冻结资产。当时的6012号行政命令要求市民要么把所有“金币、金条、黄金凭证”都转交给政府，要么就等着罚款坐牢。11美国乔治梅森大学的乔希·费尔菲尔德直白地说：“以后想对付中间人也没办法了”12，区块链无处不在，志愿者会保持区块链副本更新，并将多余的计算机处理器的性能用于挖矿，从而实现区块链的维护。区块链中不会有后门交易，每一个交易动作都会在全网广播以供后续校验和验证。整个过程都不会涉及中心化的第三方，也不会在一个中心化服务器中存储任何数据。
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中本聪也通过将账本中新区块的创建过程与比特币发行连接起来的方式，将铸币权分发出去，从而将铸币权放到了对等网络中的每一个节点中。无论是哪个矿工，只要是第一个解出难题并提交工作量证明的，就可以收到一些新的比特币作为奖励。这里面没有美联储、中央银行或财政部来控制货币的供给。此外，每个比特币都能直接连接到创世块并追踪到所有后续交易。
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这样就不再需要中介机构了。区块链的功能运作是一场完美的大规模协作。你能够控制你的数据、你的财产以及你的参与度。它的分布式计算能力同时让分布式的、集合的人类能力成为可能。
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