2009年中本聪发表论文《比特币-一种点对点的电子现金系统》之后比特币横空出世，比特币诞生至今的9年时间币价增长了200万倍，2016年至今区块链行业也产生了爆炸式的增长，越来越多的人开始关注区块链行业，想要深入了解区块链，中本聪当年的论文是不可错过的重要资料，区块链行业至今的很多重要创新都源于这篇论文，对该论文的研究，有助于我们更快的了解比特币，了解区块链。

     中本聪论文中，比特币首先解决了交易中交易信任，隐私保护和交易欺诈等问题，其次以低成本的运营方式，对于运营参与者给予合理的回报，最终形成一套去中心化的自运行的金融系统。首创了交易哈希值，工作量证明，时间戳等区块链关键技术，日后被区块链其他项目沿用至今。以下内容是关于中本聪论文的解读：

一、交易的问题

     1.交易信任

     交易中最核心的问题是信任问题。

     在传统的商业中是靠可信的第三方中介来解决的，比如淘宝购物依靠支付宝解决信任问题，金融借贷通过银行解决信任问题。而比特币通过交易双方的公钥和私钥确定交易者的身份，并首创了公开广播的形式来解决信任问题。系统授予并记录交易双方唯一的交易序列，之后进行全网的广播，被整个系统中的所有参与者见证。

     2.交易欺诈

     传统商业中，银行作为可信的第三方中介服务于各种交易中，但常常因为支付和结算的时间差，遇到欺诈的问题。比如，空头支票，假支票等问题。为了解决交易欺诈，银行等传统机构花费了大量的成本来解决该问题，比如先对单在付款，比如延长付款期限，比如使用高科技手段来认证交易者身份等等。

     交易欺诈的问题在比特币网络中同样可能存在，即使进行全网的广播，也可能会出现A转账到B之后，在交易未结束前把同样一笔资金在转账给C的问题，中本聪在论文中提出了时间戳的概念，每一笔交易的随机散列加密数据+时间戳确定了交易的唯一性，全网广播之后一笔笔交易就形成了一个链条式的账本，之前的交易无法更改，从而杜绝了交易欺诈的问题。

     3.隐私保护

     交易中的双方的公钥是匿名的，网络中的参与者被公告的信息是：某个人将一定数量的货币支付给了另外一个人，但是难以将该交易同某个特定的人联系在一起，也就是说，全网中没有人知道交易双方究竟是谁。和股票交易类似，股票买卖者的交易数据是公开的，比如在什么时间某一股票被买卖了多少数量，而买卖的身份信息是隐匿的，即我们并不知道谁参与了交易。

二、系统的运营

     1.系统成本

     传统商业中，银行系统的维护需要大量的人力物力成本，比如办公场地，人员工资，安保成本，网络系统等等。

     比特币设计时，中本聪设想了一个不需要中心化维护的互联网系统，也就不需要组织结构，不需要固定的人员工资的系统。而系统运营人员的成本又通过系统自运营中产生的奖励完成，从而实现了系统的自动运行。从经济学的角度，这是最低程度消耗资源，最低成本的运营方式。

     2.系统的自运行

     开发者和矿工作是比特币系统的核心，比特币系统的开发在中本聪消失前基本完成，在此之后系统的演进工作都是社区在中本聪开发的基础上进行的修补。而比特币系统运营中最关键的铸币和记账工作是通过矿工完成的，矿工通过铸币和记账获得相应的奖励来保证矿工有足够的工作积极性。

     对于铸币奖励，论文中是这样定义的：“每个区块的第一笔交易进行特殊化处理，该交易产生一枚由该区块创造者拥有的新的电子货币。这样就增加了节点支持该网络的激励，并在没有中央集权机构发行货币的情况下， 提供了一种将电子货币分配到流通领域的一种方法 ”

     记账奖励的来源则是交易费（transaction fees）。论文中的定义：“如果某笔交易的输出值小于输入值，那么差额就是交易费，该交易费将被增加到该区块的激励中。只要既定数量的电子货币已经进入流通，那么激励机制就可以逐渐转换为完全依靠交易费，那么本货币系统就能够免于通货膨胀”

三、划时代的创新

     1.去中心化

     完全通过点对点技术实现的电子现金系统，基于密码学原理而不基于信用，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，任何达成一致的双方，能够直接进行支付， 而不需要第三方中介的参与，也不依赖任何中心化的组织就可以自动运行。

     2.交易验证

     一枚电子货币（an electronic coin）是这样的一串数字签名： 每一位所有者通过对前一次交易和下一位拥有者的公钥(Public key)签署一个随机散列的数字签名，并将这个签名附加在这枚电子货币的末尾，电子货币就发送给了下一位所有者。而收款人通过对签名进行检验，就能够验证该链条的所有者。

     在电子系统中排除第三方中介机构，那么交易信息就应当被公开宣布（publicly announced）1，我们需要整个系统内的所有参与者，都有唯一公认的历史交易序列。收款人需要确保在交易期间绝大多数的节点都认同该交易是首次出现。

     每个交易中的每个时间戳应当将前一个时间戳纳入其随机散列值中，每一个随后的时间戳都对之前的一个时间戳进行增强(reinforcing)，这样就形成了一个链条（Chain）。交易验证使用数字签名+全网广播+时间戳完美的解决了交易中的信任问题。

     3.工作量证明（Proof-of-Work）

     在进行随机散列运算时，工作量证明机制引入了对某一个特定值的扫描工作，比方说SHA-256下，随机散列值以一个或多个0开始。那么随着0的数目的上升,找到这个解所需要的工作量将呈指数增长，但是检验结果仅需要一次随机散列运算。

     我们在区块中补增一个随机数(Nonce)，这个随机数要使得该给定区块的随机散列值出现了所需的那么多个0。 我们通过反复尝试来找到这个随机数，找到为止。 这样我们就构建了一个工作量证明机制。只要该CPU耗费的工作量能够满足该工作量证明机制，那么除非重新完成相当的工作量， 该区块的信息就不可更改。由于之后的区块是链接在该区块之后的，所以想要更改该区块中的信息，就还需要重新完成之后所有区块的全部工作量。

     工作量证明的几个好处：

     1）公平有效的分配区块奖励

     矿工之间的竞争是通过完成随机散列运算的次数完成保证了公平有效，谁在整个区块链中的工作量更多，谁获得的区块奖励就更多。

     2）保证了区块链数据难以篡改

     代表诚实节点的最长的链包含了最大的工作量，如果想要对业已出现的区块进行修改，攻击者必须重新完成该区块的工作量外加该区块之后所有区块的工作量，并最终赶上和超越诚实节点的工作量。工作量最多的链，一定是数据最完整的链，一定是代表了全网用户利益的链。

     3）控制发币速度

     硬件的运算速度在高速增长，且节点参与网络的程度会有所起伏。为了解决这个问题，工作量证明的难度(the proof-of-work difficulty)将采用移动平均目标的方法来确定，即令难度指向令每小时生成区块的速度为某一预设的平均数。如果区块生成的速度过快，那么难度就会提高工作量来证明自己在铸币和记账中的工作量

     4.系统激励

     把传统的消耗资源挖矿的方式应用到比特币系统中，比特币系统的挖矿消耗的资源是CPU的运算时间和电力资源。

     对于矿工的激励是发掘出新区块奖励的比特币，在所有比特币挖掘完毕之后，比特币系统的高额手续费成为矿工持续工作的动力。

四、遗留的问题

     比特币系统诞生已经9年了，现在来看当初关于系统设计的论文，也不得不赞叹该系统设计超越时代的先进与严谨，比特币从最初的试验品，到小范围应用，到现在成为市值600亿美元的准商用系统，经历了无数次考验。

     但是比特币作为一个金融系统运营至今，随着越来越多的人使用，比特币网络拥塞的问题也越来越严重，扩容之争给比特币的未来蒙上了一团迷雾；算力集中于几大矿池也让比特币网络越来越中心化；币价上涨导致的算力的暴涨问题，让挖矿耗费的电力资源越来越多；早期参与者的持币成本和现在及未来参与者的持币成本的巨大差异导致的贫富不均等等问题，在未来都需要比特币的持有者，比特币网络的使用者，比特币系统的开发者，矿工们共同去解决。

五、总结

     随着互联网的发展，全球经济格局已经从线下实体经济越来越多的转变为互联网虚拟经济。过去主要的财富来源是物质资产，比如房地产，矿产资源，实物商品，现在的主要财富来源则是知识，信息和金融，实体经济中创造的财富也在逐渐向互联网转移，比特币系统创造的代币作为区块链应用的核心，承载着区块链项目的价值，也提供了实体经济中创造的财富向互联网转移的机会。

     也许正如之前老猫说过的：区块链的世界，一切才刚刚开始。

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