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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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区块链经济所带来的影响：或许这种平台能够为财富创造提供一种新型分布式模式；也或许这类点对点协作能够缓解人类最棘手的社交问题。或许我们应该通过将真正的权力移交给公民的方式解决现在机构中的信任危机甚至是合法性问题，从而为他们带来真正走向繁荣和参与到社会的机会，而不是像现在那样通过公关方面的手段去解决。
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把价值作为激励
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原则：系统把所有利益相关者的奖励都结合到一起。比特币或者其他有价代币都是这个系统的一部分，也与声誉度是相关的。中本聪编写了这一软件，用来奖励那些参与其工作的人，而它是属于那些持有并使用其代币的人，这样他们都会认真维护这个软件。这有点像终极版本的电子宠物，区块链就是一个全球分布式的储备金。13
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有待解决的问题：在第一代互联网中，企业权力集中、规模庞大、制度复杂，而且运行不透明，这使得他们从授予其权利的网络中获取了大量不成正比的价值。大型银行对金融系统的利用已经让其几乎到了崩溃的极限，因为“那些为高管和信贷服务人员而设的激励架构必然会鼓励短视及过分忽视风险的行为，”约瑟夫·施蒂格利茨说道。这也包括了“专挑美国最穷的人下手”，他把这个问题总结为：“如果你为人们提供一个不良的奖励机制，那么他们也会做不良的事，而他们是以大家应该预期到的方式行事的。”14
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大型网络公司利用一些零售、搜索或社交媒体方面的免费服务，来换取用户信息。根据安永的调查，近三分之二的调查对象（经理）表示，他们收集消费者信息是用来推动业务发展的，而近80%的经理称，这样的数据挖掘增加了他们收入。但是一旦这些公司遭到黑客攻击，消费者也就跟着遭殃——信用卡和银行账户信息被窃取，他们不得不处理一大堆烂摊子。因此也难怪在同一调查中，近半数消费者表示，在接下来五年他们会逐渐切断这些公司对他们数据的访问渠道，还有超过半数消费者表示，比起前五年，他们现在提供的数据已经越来越少，比如他们删掉了自己在社交媒体上的信息。15
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突破性进展：中本聪希望参与者能够在符合自身利益的原则下行事。他明白博弈论，他知道，没有守护者的网络很容易遭到女巫攻击（Sybil attacks），这种情况下，节点会伪造出多重身份、稀释权利并且让声誉的价值贬值。16如果你不知道自己到底是在和三个参与方还是和一个挂着三个身份的参与方进行交易，那么点对点网络的正直性及其节点的声誉就没有很大的价值了。因此，中本聪编写了源代码，这样一来无论人们如何自谋私利，也无论他们的身份是什么，其行为都会给整个系统带去好处，而且反之还能为他们累积声誉度。这一共识机制要求的资源投入及其比特币奖励机制，能够激励参与者做正确的事，让他们变得可靠——因为从某种程度上说，他们的行为是可以预测的。这样女巫攻击在经济上也就不可行了。
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中本聪写道：“按照惯例，区块上的第一笔交易是一个特殊交易，它会创建一种由区块创建者所持的新币。这样就为节点支持网络的行为增添了激励机制”17。比特币是一种鼓励矿工参与到区块创建中并将新区块同前一区块相连的激励机制。那些率先完成区块创建的人能够得到一定数量的比特币。在中本聪的协议中，他用比特币来慷慨地奖励早期采用者：刚开始的四年，矿工成功开采一个区块能收到50个比特币，之后每隔四年，每个区块的奖励就减半到25个，12.5个，以此类推。因为现在他们也持有比特币了，所以他们就有动力去保障平台在长期的成功，购入顶尖装备来挖矿并更高效地花费能量从而维护账本。比特币不仅是对与参与挖矿和交易的一种激励机制，也是对平台所有权的一种体现。分布式用户账户是加密网络基础架构的最基本元素，一个人在持有并使用比特币的同时也在资助区块链的发展。
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中本聪选择那些有计算机运算资源的人作为其经济组织。如果矿工想参与奖励系统，就需要投入网络外部的资源——也就是电力。偶尔也会有不同矿工挖到两个容量相当并且同样有效的区块，这样其他矿工就必需选择他们希望在哪个有效区块之上构建新区块。他们一般会选择他们认为赢面较大的区块来构建，而不是在两个区块之上构建，否则他们就得分散运算力去处理几个分叉链条，而这种方法会损失价值。参与者会选最长的链条作为区块链的权威状态，因为区块链越长就代表所投入的工作量越大。相比之下，以太坊选择“代币持有人”作为经济组织，而瑞波币和恒星币则选择社交网络。
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关于这些共识机制的矛盾点是，一个人通过为自身的利益行事，就能为点对点网络提供服务，这反过来会影响个人作为经济组织成员中的声誉。在区块链技术之前，人们很难利用到他们网络声誉的价值。这不仅仅是因为女巫攻击会让电脑中进驻多个角色。身份具有多面性，它是瞬态的，并且存在微妙差异。很少有人能够看到其所有面，更别说是发现微妙之处和捕捉全过程了。针对不同情况，我们不得不生成文件等相关证明，来证实我们身份的一些细节。“没有证明文件”的人，就不能进入其社交圈寻求合作。在类似Stellar的区块链上，这是个不错的开始，它创建一种永久的数字存在证明并建立其名誉，这种名誉的便携性超出了一个人所在的地理社区。
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价值储存方面的另一项突破就是被编码到软件中的货币政策。尼克·绍博写道：“人类至今使用过的所有货币都或多或少的存在安全问题。这种不安全体现在各方面，比如伪造、盗取等，但是最恶劣的，可能就是通货膨胀了。”18中本聪采取逐步发行2100万比特币来限制供应，从而防止通胀。由于区块中能挖到的比特币每四年就会减半，而且目前的挖矿率是每小时6个区块，所以大概要到2140年这2100万个比特币才会全部投入流通。因此在这个系统中是不会引发恶性通货膨胀或货币贬值这类情况的。
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