比特幣:一個無堅不摧的時間戳系統

買賣虛擬貨幣

2008年,有個叫中本聰的人發表了一篇論文《比特幣:一個點對點的電子現金系統》,這篇論文描述了比特幣的詳細操作方案,標誌著“比特幣”的誕生。

比特幣白皮書,也就是中本聰寫的那篇論文《比特幣:一個點對點的電子現金系統》,看似非常複雜,其實透過白皮書的簡介,我們可以發現,中本聰想要解決的終極問題是“去中心化問題”,去中心化是他的終極理想。但是,想要實現去中心化,要面很多,對現在中心化體系來說,不是問題的問題。在中本聰看來,其中最大的問題就是“雙重支付”的問題,就是我們說的“雙花問題”。

“雙花問題”是怎麼回事?

雙花問題,簡單講就是一筆錢能被花兩次三次很多次。為什麼雙花問題會成為比特幣系統裡面一個這麼重要的問題呢?原因就在於,比特幣,是虛擬貨幣,它是虛擬的,透過程式碼形式呈現出來的,是可以被複制下來的。一旦被攻破了程式碼漏洞,那麼就可以迴圈使用同一筆比特幣,這樣一來,比特幣就失去了貨幣的價值了我們想一下,要是一筆錢可以花很多次,你有500塊錢,你去買一件500塊錢的衣服,還能迴圈使用,再去買一雙500塊錢的鞋,這樣一來,錢的價值在哪裡呢?它就沒有價值了啊!

所以,中本聰在設定比特幣系統的時候,他所有的技術手段基本上都是圍繞著解決雙花問題的,來保護比特幣作為一種貨幣,它自身的一個價值。

其實,這個雙花問題在我們現在的中心化世界裡面根本不是問題,因為有銀行啊!錢的交易結算都是透過銀行,很安全,有問題直接找銀行。但是在去中心化世界裡面呢,沒有銀行這樣一箇中心機構,還必須保證一筆錢只能花一次,怎麼樣實現在去中心化的前提下,杜絕“雙花問題”呢,這是一個難題。

這裡插一句,中本聰為什麼如此執著的追求“去中心化”呢,自找煩惱嗎?不是,他希望能夠透過去中心化,來解決一些社會問題,其中最主要的問題就是因為權力機構過量發行貨幣造成的通貨膨脹。

所以總結一下他的邏輯:中心化的貨幣增發導致通貨膨脹——所以我們要實現去中心化——去中心化要面臨很多問題,最大的問題是雙花問題——所以我們要解決雙花問題——怎麼解決雙花問題?

這裡,中本聰就引入了UTXO和“時間戳”概念,依靠這兩種手段來解決雙花問題。

UTXO

UTXO的中文意思叫作“未花費的交易輸出”。UTXO是數字貨幣中的賬戶模型,這個模型和我們現在銀行的賬戶模型是不一樣的。

拿轉賬來說,現在的情況是:我要給小趙轉2000塊錢,我要從我的招商銀行卡里面給她轉賬,我的卡里面有5000塊錢,轉給她2000塊錢以後,我的招商銀行賬戶就被扣除了2000塊錢,還剩下3000塊錢。

那麼如果是基於比特幣的UTXO,我有5000比特幣,我給小趙轉2000比特幣,2000比特幣消耗掉了對不對?注意,這2000不是從我這5000總數里面扣除的,而是:我的比特幣總額會分成兩份(一份2000,一份3000),這就是所謂“生成兩個新的UTXO”:小趙收下2000比特幣,我自己收下3000比特幣,3000算是給我的找零。

轉賬成功以後,我給小趙的2000比特幣目前已經使用過了,被消耗掉了,就不能再叫UTXO了,而找零給我的3000比特幣目前我還沒有使用,所以它還能稱作UTXO ,也就是未花費的交易輸出。

那麼,如果我總共有5000比特幣,我全部轉給小趙,那麼就只需要生成一個新的UTXO給小趙就可以了,不需要找零了。

基於UTXO,每筆交易出現,都要確認比特幣之前的情況,檢驗比特幣是不是存在於我的UTXO中,如果不存在,那麼系統就會拒絕你的交易行為。這樣一來,每筆交易的輸入和輸出都是有關係的,可以透過UTXO不斷向前追溯,一直追溯到比特幣誕生的時候,也就是挖礦的源頭。

如果我想用同一筆UTXO傳送給兩個人,那麼系統只確認先接受到的那一筆,一旦確認UTXO已經被消耗了,那麼你就不可以再把它轉給下一個人,這樣就避免了雙重支付的問題。

時間戳

為了防止雙花問題,系統會給每一個區塊的交易資訊都自動加上時間戳,給它打上時間烙印,這個時間你花了多少錢,花了就是花了,已經記錄上了,不能再用它買別的東西了。

具體怎麼記錄的呢?其實還是透過計算,把時間戳和區塊上的其他交易資訊,透過複雜的計算,得出一個加密數值,這個加密數值叫作“雜湊值”,每一個新區塊都包含前一個區塊的雜湊值,由此形成一條區塊鏈。

所以我們說:比特幣系統,實際上是一個層層巢狀、永不停歇的、非常強大的時間戳系統,它利用的是時間戳保證每一個區塊按照時間順序連結成“鏈”(也就是區塊鏈)。

從這裡我們這樣理解,時間戳,字面意思是給區塊打上時間印記,它的實際作用在於:為之後計算雜湊值提供一個重要引數,是計算和核對過程中一個必不可少、非常重要的資訊。

最後,我們總結一下今天的內容。今天主要介紹了兩個名詞:UTXO和時間戳,這兩個名詞呢,是解決雙花問題的重要手段,能夠保證比特幣可以在沒有第三方機構的情況下,不被多次使用。

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