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usdt无需实名交易(www.caibao.it):深度:比特币就是时钟(上)

admin2021-03-3017

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一轮漾着清辉的时钟高悬于空,

宣告时间没有对错。

—— 罗伯特·弗罗斯特,《我与夜晚熟稔》(1928)

我们仍未猜透时间这个伟大的谜题。时间不外是一个看法;我们甚至不知道它是否真的存在……

——Clifford D. Simak,《莎士比亚的星球》(1976)

俗语有云,时间就是款项。反之,款项也是时间:时间就是人类体内存储的所有经济能量。然而,时间和款项之间的关系远比乍看之下庞大得多。若是缔造款项不需要时间,款项就不成其为款项,至少无法长时间施展款项的作用。再想深一层,追踪信息天下的事物就是追踪时间。

当款项数字化,我们必须就时间的界说杀青共识,这就是问题所在。或许你以为报时无非就是瞥一眼旁边的时钟那么简朴。若是只是处置一样平常事情,你这么想也行。然则,若是要让一个全球的、人们在其中各自举行的漫衍式 *** 同步推进状态,报时就成了伟大的难题。若是时钟无法信托,你该若何获得准确的时间?若是你的系统跨越星系,你该若何确立时间的看法?在没有时钟的天下,你该若何权衡时间?时间事实是什么?

为领会答这些问题,我们必须进一步领会时间的看法,以及比特币是若何自创时间单元(出块时间,也就是我们通常所说的区块高度)的。我们将探索的问题包罗:为什么计时最终会与记账联系起来?为什么 *** 化系统中没有绝对时间?比特币是若何行使因果关系和不能展望性来界说 “现在” 这一时态的?

记时器已经多次为文明社会带来伟大改变。正如 Lewis Mumford 在 1934 年所说:“工业时代最主要的机械不是蒸汽机,而是时钟。” 现在,计时器再一次推动现代文明发生变化:信息时代最主要的机械不是盘算机,而是时钟。这个时钟就是比特币。

追踪

“让孩子学习数器械,从而获得数字的看法。在计数的时刻,这些器械就可以看成都是一模一样的,它们可能是单个工具或一组工具。”

—— David Eugene Smith,《初等数学教学》(1900)

总的来说,我们可以通过两种方式来追踪物品:物理象征物和账本。你可以直接使用现实天下中的物品,例如,贝壳、硬币或其它有形的器械(来表达响应的数目);也可以通过在一张纸上记下已经发生的事来复制天下的状态。

想象一下,你是一个牧羊人,想要确保每只羊都市返回家中。你可以为每只羊戴上项圈,每当有一只羊回家,你就取下谁人项圈,挂在棚子里。假设每个项圈都市挂到一个单独的挂钩上,只要挂钩都挂满了,就说明所有羊都抵家了。固然了,你也可以每次都数一遍,然后列一张表。然而,每当你更先数之前,你都要重新列一张表,防止重复计数或漏计。

钱币本质上就是用来追踪债务的工具。总的来说,迄今为止充当过钱币的器械可分为两类:物理制品和信息列表。更通俗一点的说法就是,象征物和账本。

明白这两类钱币的本质区别很主要。我要在此作出明确说明:物理象征物 直接 示意事物的状态;账本则 间接 反映事物的状态。二者各有优瑕玷。例如,象征物是物理的、漫衍式的,账本是信息化的、中央化的;象征物本质上是免信托的,账本不是。

在数字天下,我们只能使用账本(虽然总有许多 “大师” 想让你信托另有其余设施)。这是 信息 天下,不是物质天下。纵然你将某类信息界说为 “象征物”,它依然是一段写入硬盘或某种信息存储前言的可塑信息,以信息纪录的形式出现出来。

所有数字信息本质上都是账本,这就是发生 “一币多花” 问题的泉源。信息从不直接示意天下的状态。此外,信息的移动也意味着信息能够复制。信息存在于某个地方。要想 “移动” 信息,你必须将它复制到另一个地方,然后将原有信息删除。物质天下则不存在这种问题,移动就是移动,并不意味着复制。信息天下不具备这种特征。若是你想将信息从表 A “移动至” 表 B,你必须将信息从表 A 复制到表 B。除此之外,没有其它方式。

另一种思绪是 “惟一性”。物理象征物是怪异的原子组合,不能容易复制。纯粹的信息不具备这一特征。只要你可以阅读某个信息,你就可以将它完善复制出来。因此,我们可以得出这样一个结论,物理象征物具备怪异征,数字象征物不具备。我甚至以为 “数字象征物” 一词有待商讨。象征物可以示意隐秘信息,但绝不会示意绝无仅有、不能复制的信息。

这种特征差异解释,信息现实上是无法 “移交” 的。数字象征物不能能像物理象征物那样转移,由于你无法确定原所有者是否损坏了信息。和所有信息一样,数字象征物只能像想法一样被流传。

“……若是你有一个苹果,我也有一个苹果,我们可以交流苹果,换完之后照样一人一个苹果。然则,若是你有一个想法,我也有一个想法,我们交流完之后,每人就有两个想法。”

—— Charles F. Brannan (1949)

物理象征物(我们称之为物理不记名资产,或 “现金”)不会晤临这种逆境。在现实天下中,若是你给了我一枚硬币,你就失去了这枚硬币。这世上没有邪术可以复制这枚硬币,要让我获得一枚硬币,就必须把一枚硬币交给我。物理天下的纪律阻止了一币多花。

虽然非数字天下确实存在多重破费的情形(污名昭著的诈骗犯 George Parker 就曾靠着一房多卖牟利,卖的照样布鲁克林大桥等地标修建),然则这需要全心设计的圈套和容易受骗的买家。数字天下就纷歧样了。

在数字天下,由于我们总是在与信息 打交道,多重破费是一个固有的 问题。通常复制过文件或使用过复制粘贴功效的人都知道,信息是可以完善复制的,而且它不会与保留该信息的前言绑定。假设你有一张数码照片,你可以将它复制 100 万次,将其中一些副本存入 U 盘,并将其发送给成千上万的人。完善的副本是可以实现的,由于可以使用完善的修正手段,消除一切瑕疵。最主要的是,复制险些是零成本的,而且副本与原件之间无法区分。

再说一遍:信息只存在复制一说。数字信息是无法从 A 移动 至 B 的,只能从 A复制 到 B。若是复制乐成,再将A 处的原件删除,才气叫 “移动”。这就是为什么多重破费问题云云棘手。没有权威机构,就无法以不带对手方风险的方式将任何信息从 A 转移给 B。我们必须信托原件会被删除。一个自然的副作用就是,就数字信息而言,我们无法确定存在若干副本,以及这些副本都在那里。

因此,数字象征物永远都无法充当钱币使用。象征物因其怪异的物理组织而难以复制,从而具备可靠性。到了数字天下,这一优势荡然无存。在数字天下,象征物是不能信的。由于信息的固有特征,数字钱币的唯一可行形式只能是账本,而非象征物。因此,数字钱币不得不面暂且间问题。

象征物是不带时间属性的,账本不是

“看得见的器械是一时的,看不见的器械是永恒的。”

——Paul of Tarsus, Corinthians 4:18b

对于物理象征物来说,生意是在什么时刻发生的(你的钱是从那里来的)并不主要。你的兜里要么有钱,要么没有。要么花掉,要么不花。花钱的唯一条件就是兜里有钱。剩下的全交给自然规则。从这个意义上来说,物理象征物是无需信托且不带时间属性的。

对于账原本说,物理占有就没那么主要了。治理账本的人需要确保所有账目都有条不紊。原本由物理定律(你无法破费不属于你的钱,也不能重复破费统一笔钱)赋予的特征必须由人为制订的规则来强制实现。正是这些规则(而非物理定律)在维持账本的有序运作。

从物理定律转向人为制订的规则就是问题的症结所在。后者是可以修改和损坏的,前者则否则。例如,你无法 “伪造” 一枚实物金币,你得从地底下挖出金子。然则,你可以在纸上伪造金币。你只需要在账本上添加一个条目,声称自己有一些金币就行。若是是央行,只需要在电脑上敲几个键,就可以增发数万亿美元。(金融从业人称之为 “再抵押”、“部门准备金制度” 和 “量化宽松” —— 然则万万不要被这些花里胡哨的术语弄糊涂了,它们本质上都是造假钱。)

为了确保账本以及治理账本的人没有弄虚作假,我们必须定期对账本举行自力审计。对账本中的每个条目举行核算不是什么了不起的事 。审计员要能检查已往的账簿,来确保账本的可靠性和有用性。没有可靠的时间戳,我们就无法验证账本的内部一致性。我们必须确立一个机制来确定生意顺序。

若是没有一个绝对的时间看法,我们就无法确定生意顺序。若是无法确定生意顺序,我们就无法保证账本没有伪造。除此之外,还能有什么方式来证实你拥有若干钱?还能有什么方式来确保所有账目都井然有序?

象征物和账本之间的区别凸显了追踪时间的需要性。在物理天下,钱币是不带时间属性的人工制品,可以在无人监视的情形下用于生意。在数字天下中,符号钱币需要时间戳。

中央化的钱币符号

“时间能刻上一切印记,也能抹去一切印记。”

——Yahia Lababidi (b. 1973)

解决多重破费问题(确保每笔数字转账仅发生一次)最常见的方式是确立一其中央化生意列表。一旦你有了一其中央化生意列表,你就有了可以充当唯一真相泉源的账本。这时,解决多重破费问题就很简朴,只需仔细检查生意列表,确保每条账目都准确无误即可。这就是 PayPal、Venmo、Alipay 以及全球所有银行(包罗央行)解决多重破费问题的方式:权威机构。

“这一历程的问题在于,收款人难以磨练,之前的某位持有者是否多重破费过某一笔钱。通常的解决方案是,引入可信的第三方权威,或类似铸币厂之类的机构,来对每一笔生意举行磨练,以防止多重支付……该解决方案的问题在于,整个钱币系统的运气完全依赖于铸币厂的运营方,由于每一笔生意都要经由该铸币厂简直认,这个铸币厂就好比是一家银行。”

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Usdt第三方支付接口

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—— 中本聪,《白皮书》

需要注重的是,中本聪无法让信息变得无法复制。比特币的每个部门(源代码、账本、用户的私钥)都是可以复制的。这一切都是可以复制并改动的。然而,中本聪乐成确立了一个系统,让违反规则的副本变得毫无用处。比特币 *** 通过执行庞大的机制,来决议哪些副本有用,哪些副本没用。正是该机制为数字天下带来了稀缺性。这个机制就好比一支舞蹈,需要控制节奏。

纵然是中央化账本,也必须接纳统一的时间追踪方式,才气解决多重支付问题。当一笔生意发生时,我们必须知道生意方、生意金额,以及最主要的,生意时间。在信息领域,没有时间戳就无法符号钱币。

“必须强调的一点是,由于我们一直未能解决漫衍式系统中事宜与时间点的关联问题, *** 化账本无法实现,直至中本聪发现出领会决方案。”

——Gregory Trubet­skoy(2018)

*** 化的时钟

“时间会带走一切。”

—— 埃斯库洛斯(公元前 525 至 456 年)

时间温顺序有着异常亲热的关系。正如 Leslie Lamport 在 1978 年的论文《漫衍式系统中的时间、时钟和事宜顺序》中所述:“时间看法是我们头脑方式的基石。它源自一个更基础的看法,即,事宜的发生顺序。” 由于缺少一其中央协调时间点,“先”、“后” 和 “同时” 等看似直观的看法都没了参照。用 Lamport 的话来说:“ ‘先发生’这一看法界说的是漫衍式多历程系统中稳固的那部门事宜顺序。”

换言之:若是我们不能让某小我私人来认真治理时间(授时),那么我们若何确定事宜发生的顺序?若是没有一其中央参照系,我们若何才气获得一个可靠的时钟?

你可能以为这个问题很容易解决,由于每小我私人都可以使用他们自己的时钟。然则,只有在每小我私人的时钟都准确无误(且人人都遵守规则)的情形下,这个方式才有用。在一小我私人们有对立、有利益冲突的系统中,每小我私人都使用自己的时钟会是场灾难。而且,凭证相对论,这一方式无法跨越空间。

来个头脑实验:假设你生涯在一个每小我私人都自己跟踪事宜发生顺序的天下中,你可以怎样诱骗其他人呢?你可以冒充你今天发送的一笔生意实在是昨天的(只是由于某个缘故原由而延迟),这样你今天花掉的钱就照样你自己的。由于每个 *** 化系统本质上都是异步通讯,上述场景不只是理论上的头脑实验。新闻确实会延迟,时间戳会禁绝确。再加上相对论效应和宇宙的自然速率限制,我们很难在没有中央化权威机构或考察者的情形下鉴别事宜的先后顺序。

“Who's there? Knock knock.”(“咚咚咚!”“谁啊?”)

—— 经典谐音梗

为了更好地说明这个问题,我们来看一个详细的例子。想象一下,你和你的商业同伴都能够接见你公司的银行账户。你的营业遍布全球,因此你是在瑞士开的银行账户,你本人住在纽约,而你的商业同伴住在悉尼。你这边的时间是 1 月 3 日,你正在宾馆惬意地渡过周末夜晚。你的商业同伴那里的时间已经是周一上午,她决议使用共享银行账户的借记卡买早餐。那时卡上余额为 615 美元。当地时间为上午 8:21。她的早餐花了 27 美元。

于此同时,你设计用另一张关联该银行账户的借记卡支付住宿费。此时卡上余额为 615 美元。当地时间为下昼 5 : 21。住宿费是 599 美元。

也就是说,你们在统一时刻刷了卡。会发生什么事?(物理学家们,请原谅我使用了 “统一时刻” 这一表述,此处我们暂且忽略相对论效应,以及宇宙中不存在绝对时间这一事实。另外,我们还要假定同步事宜看法是存在的。比特币自己就已经够庞大了!)

银行的中央账簿很可能是一前一后收到这两笔生意的,这样你们中一定有一个成了幸运儿,另一个成了倒霉蛋。若是中央账簿正幸亏统一瞬间(准确到毫秒)收到这两笔生意,银行就必须决议由谁来破费这笔钱。

那么,若是没有银行会怎么样?谁来决议生意先后?若是不只是你们两个,而是成百甚至上千人同时生意会怎么样?若是你不信托这些人该怎么办?若是有人想要作恶,好比将自己的时钟拨慢,冒充自己的生意是几分钟前的,该怎么办?

“我们需要一种与时间有关的工具来确立公认的排序,并在不依赖于任何中央协调者的情形下维护唯一的历史纪录。”

——Giacomo Zucco, 《发现比特币》(2019)

这就是为什么以往所有关于数字现金的实验都离不开中央化注册表。也就是说,我们必须信托某小我私人,才气准确决议事务的顺序。我们需要中央化介入方来充当中央化时钟。

比特币解决这一问题的方式是重新界说时间。比特币是通过区块,而非秒来器量时间的。

以区块为时间单元

帝王息争,乃时光之风貌;

将谣言揭穿,让真相明了;

将岁月印记,给往事封印;

将黑夜坚守,唤黎明醒来;

将恶人惩治,直至其悔改;

—— 莎士比亚,《鲁克丽丝受辱记》(1709)

所有时钟都依赖于纪律的历程,也就是我们常说的 “嘀嗒(读秒声)”。从本质上来说,老爷钟发出的滴答声与现代石英钟和原子钟发出的嗡嗡声没有任何区别。详细来说,我们行使钟表中某个部件摆动或振动的次数来器量秒或分钟。

大型摆钟的钟摆很长,摆动起来很显著。更专业的小型时钟则需要特殊部件。时钟的振动频率(“嘀嗒” 的频率)取决于其应用场景。

大多数时钟的振动频率都是牢靠的,以便精准报时。然而,有些时钟的振动频率是可变的。例如,节奏器就可以预先设置振动频率,一旦设置完成,就会根据恒定频率打拍子。比特币每次 “嘀嗒” 的时间距离都差异,由于其内部机制存在概率性。不外,二者的目的都一样:演奏音乐,让舞蹈可以继续。

老爷钟 ~0.5 Hz(Hz “赫兹”示意周期性事宜在一秒内发生的次数)
节奏器 ~0.67 Hz 至 ~4.67 Hz
石英表 32768 Hz
铯 133 原子钟 9,192,631,770 Hz
比特币 一个区块(0.00000192901 Hz* 至 ∞ Hz**)

* 创世块(6 天)
** 区块之间时间戳的 delta 值可以是负数。

眼前的比特币不就是一个时钟吗?中本聪确实示意过,整个比特币 *** 就像一个时钟,用他的话来说,一个漫衍式时间戳服务器。

在这篇论文中,我们将提出一种通过点对点漫衍式时间戳服务器来为一组生意的发生顺序天生盘算证实,从而解决多重支付问题。

—— 中本聪,《比特币:一种点对点的电子现金系统》(2009)

从比特币白皮书最后的参考文献来看,时间戳显然是一大基本问题。在 8 篇参考文献中,有 3 篇与时间戳有关:

正如 Haber 和 Stornetta 在 1991 年所述,数字时间戳就是行使盘算历程让用户(或敌对方)无法向前或向后更改数字文档的日期。差异于纸质文档,数字文档易于改动,而且改动时并纷歧定会在物理前言上留下任何显著的迹象。在数字天下,伪造和改动可以到达自作掩饰的境界。

鉴于信息的可塑性,为数字文档添加时间戳成了一个异常庞大的历程。直觉的解决方案基本不起作用。以文本文档为例,只是简朴地在文档末尾加上一个日期是基本没用的,由于任何人(包罗你自己)都可以易如反掌地修他日期。更况且,你一更先就可以伪造日期。(未完)

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