作者：方军
出版社：机械工业出版社
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区块链超入门试读：
前言
起源于2008年年底，经过近10年的酝酿，区块链技术逐渐成为席卷全球的信息技术新浪潮之一。在互联网高速发展20多年后，区块链再一次抓住了所有人的想象力。区块链被视为新一代的互联网，之前的互联网被改称为“信息互联网”，而区块链技术支撑的互联网被叫作“价值互联网”。“风起了，接着飓风来袭。”英特尔CEO安迪·格鲁夫曾这样说，而现在，区块链技术的风已起了，经过2017年下半年的狂飙和2018年的跌宕，即便是离技术产业很远的人也或多或少地感受到了微风。那些跃入区块链技术与产业中的人则已经经历了多轮风暴，他们在激烈地争论、展望，他们在没日没夜地研发、试验。“超越……的界限而连接和动员其他人”，我们可以改编管理学家约翰·哈格尔的话，把区块链作为这句话的主语，区块链的确已经展现出了其独特的魅力。过去20年来，我们已经强烈感受过互联网有着这样的力量，而现在区块链可能再来一回。
但是，当把计算机、密码学、软件工程、经济学、金融与货币、商业战略、组织管理等都放在一起放飞想象力时，我们一方面在观念碰撞和实践磨炼中前行，另一方面又开始模糊一些基本问题的答案：区块链是什么？区块链有什么用？
当最初接触区块链，并在2016年年末报告中开始尝试探讨区块链时，我们感受到了朋友们的困惑：你们在说什么？当被要求向普通人介绍区块链时，我们觉得好难。
我撰写这本书的初衷只是为了达成一个简单的目标，即在区块链诞生10年的时刻，回到比特系统与区块链技术的源头，沿着它的发展脉络去理解它，并努力给普通人讲清楚。在本书中，我分区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0、区块链未来四个部分来回顾和展望，并穿插提供了四种独特形式的内容以帮助你理解：一是直观的图示，以更好地解释原理与应用；二是多个角度的定义，为你摸清区块链“大象”提供协助；三是冷知识专栏，深入解读一些细节；四是专题讨论专栏，探讨前沿话题。
特别地，在讨论区块链时，我选择了从互联网的视角出发。我们已经熟悉互联网技术、商业模式和公司巨头，而区块链将升级与迭代现有的互联网。从技术上看，区块链是现在关于信息互联网的升级，它是一组关于“价值”的技术或协议——价值的表示功能、价值的转移功能、价值的表示物。从产业上看，它将像互联网一样形成一个新产业，区块链技术产业正处在一片空白、机遇无限的阶段。从经济上看，互联网已经扩展为“互联网+”，赋能一个个产业，而区块链从最初就展现出“区块链+”的可能性。从宏观上看，主要由互联网相关技术驱动的数字经济已经成型，并在高速发展中，区块链也必将成为数字经济技术基础设施的一部分。
希望本书能助力你的区块链之旅。区块链1.0：从比特币看区块链
区块链是什么——源自比特币的底层技术
中本聪是如何解决难题的——无须中介的点对点交易
比特币是如何转账的——比特币区块链的五个技术性细节
区块链有什么意义——从信息互联网到价值互联网1.区块链是什么——源自比特币的底层技术
区块链，可能是当下最有前景又充满分歧的技术与经济趋势。它给数字世界带来了“价值表示”和“价值转移”两项全新的基础功能。其潜力正在显现出来，但当下它又处于朦胧与野蛮生长的阶段。
对比互联网的发展史，现在的区块链可能相当于1994年的互联网，即互联网刚刚进入大众视野的时期，那也是第一波互联网革命萌芽的时期。谷歌、亚马逊、Facebook、腾讯、阿里巴巴、优步、滴滴，甚至现在市值超万亿的苹果都得益于那一时刻。
现在区块链技术可能带来互联网的二次革命，把互联网从“信息互联网”带向“价值互联网”。在区块链的对照之下，人们发现，最初被形象地称为“信息高速公路”的互联网处理的是“信息”，而区块链能处理的是“价值”。
变革即将发生，未来已来。我们又一次处于革命的起点——价值互联网的变革，而要理解价值互联网的未来，我们先要搞明白区块链技术是什么。
让我们回到10年前，从中本聪（Satoshi Nakamoto）发明比特币的那一刻说起。比特币的创世时刻
2009年1月3日，在位于芬兰赫尔辛基的服务器上，至今匿名的神秘技术极客中本聪生成了第一个比特币区块，即所谓的比特币创世区块（genesis block）。
在创世区块的备注中，中本聪写入了当天英国《泰晤士报》的头版头条标题：
“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”“《泰晤士报》，2009年1月3日，财政大臣站在第二次救助银行的边缘”
这样做，他记录了比特币系统启动和创世区块生成的时刻，又借这句话表达了对当时全球金融体系的暗讽。2009年年初，全球金融体系刚经历了2008年金融危机的冲击，看起来摇摇欲坠。
在生成创世区块时，按自己设定的规则，中本聪获得了50个比特币奖励，这是最早的50个比特币。从创始区块开始，在比特币的账本上每10分钟就有新的数据区块被增加上去，新的比特币被凭空发行出来。比特币的去中心网络开始运转，扩展到现在的由数万个节点组成的全球网络。
在比特币的创世时刻，它的三个组成部分都出现了，即加密数字货币（cryptocurrency）、分布式账本（distributed ledger）、去中心网络（decentralized network）（见图1-1）。图1-1 比特币的三个组成部分
2008年10月31日，中本聪向一个密码学邮件列表的所有成员发送了一个电子邮件，标题为“比特币：点对点电子现金论文”。他写道：“我一直在研究一个新的电子现金系统，它完全是点对点的，无须任何的可信第三方。”比特币的起源应远早于这个日期，中本聪曾说，他从2007年5月就开始为比特币项目编程。2008年8月，他注册了bitcoin.org域名，这是现在比特币项目的官方网址。
在邮件中，他附上了比特币白皮书的链接，论文题为“比特币：一个点对点电子现金系统”（Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System）。中本聪在2008年发表的这篇论文可能是互联网发展史上最重要的论文之一，其他重要论文有利克里德写的开启互联网前身阿帕网的“计算机作为一种通信设备”（1968年）、蒂姆·伯纳斯-李写的万维网协议（WWW）建议书“信息管理：一个建议”（1989年）、谷歌联合创始人谢尔盖·布林与拉里·佩奇写的搜索引擎论文（1998年）等。
可以合理地推测，中本聪不是一个学院派的研究型学者，他可能是一个做实际软件工程开发的工程师，因为他不只设计了比特币系统，还把它开发出来，让它在互联网上运行起来。他可能是先开发了软件，才写了上面提到的重量级论文，来解释自己的设计。
2008年11月16日，中本聪公布了比特币系统的源代码。在发布白皮书、将软件代码开源后，在2009年1月3日这一区块链的创世时刻，最终他在互联网上上线了比特币网络。之后，中本聪和几个开发者在网上一起讨论想法，继续开发迭代。随着比特币网络的成熟，他的活动开始减少，比特币系统逐渐进入自治运转的状态。最终，在发明比特币系统3年后，自2011年11月后，中本聪永远不再出现。他成了一个永远匿名的传奇，没人知道他是谁，他只留下了自己的创造。中本聪为什么创造比特币
在创造比特币的过程中，中本聪发明了区块链技术，区块链是源自比特币的底层技术。那么，他为什么要创造比特币？他想解决什么难题？
现在，比特币常被称为一种“加密数字货币”，人们常很关注其中的“货币”二字。其实，比特币并不具备现在各国法定货币的特征，它只是一种数字形式的特殊商品。比特币现在的市场价格和暴涨暴跌也影响着人们对它的看法，人们把它类比为黄金、郁金香等各种投资、投机标的。
但如果回到中本聪创造它的时刻，我们会看到，比特币的出现是源于技术极客想解决的一个技术难题：“在数字世界中，如何创造一种具有现金特性的事物？”“比特币：一个点对点电子现金系统”这个标题体现出了中本聪想解决的难题：他想创造在数字世界中可用的电子现金，它可以点对点也就是个人对个人交易，交易中不需要任何中介参与。
来对比看看。在物理世界中，一个人可以把现金纸币给另一个人，不需要经过诸如银行、支付机构、见证人等中介机构。
但由于数字文件是可复制的，复制出来的电子文件是一模一样的，因而在数字世界中，我们不能简单地用一个数字文件作为代表价值的事物。同时，我们在支付机构中有多少钱，并没有像一张张钞票一样的数字文件可以代表，钱仅是中心化数据库中的记录。
在数字世界中，当一个人要把现金转给另一个人时，必须要有中介机构的参与。比如，我们通过支付宝转账的过程是：支付宝在一个人的账户记录里减掉一定金额，在另一个人的账户记录中增加一定金额。
在数字世界中，如何创建一个无须中介或者说去中心化的数字现金，一直是一个难题。由于数字文件可以完美复制，如果没有一个中心化数据库做记录，那如何避免一个人把一笔钱花两次？
这就是所谓的双重支付或双花问题（double spending）。在比特币出现之前，我们熟悉的主要电子现金系统（如PayPal、支付宝等）都是依靠中心化数据库来避免双花问题，这些可信第三方中介不可或缺（见图1-2）。图1-2 比特币是点对点的现金，无须任何中介
但在另一条道路即去中介或去中心化的电子现金这条路径上，有很多技术极客一直在做着各种尝试，只是一直未能获得最终的成功。
到了2008年，中本聪借鉴和综合前人的成果，特别是现在常被统称为密码朋克（cypherpunk）的群体的成果，改进之前各类中心化和去中心化的电子现金，加上自己的独特创新，创造了比特币这个点对点电子现金系统，在无须中介的情况下解决了双花问题。（详见17页冷知识专栏“加密数字货币前传：从大卫·乔姆到中本聪”。）
特别地，比特币这个电子现金系统是同时去中介化和去中心化的：
·个人与个人之间的电子现金无须可信第三方中介的介入，这是去中介化。
·这个电子现金的货币发行也不需要一个中心化机构，而是由代码与社区共识完成，这是去中心化。
要注意的是，这个“电子现金”中的现金指的并非货币，它只是在解决难题的过程中被借用来在数字世界中代表价值的说法。这样说是为了便于理解，在现实中，最常见的代表价值的事物是现金。
最初，比特币这个用以表示价值的电子现金并没有价格。比特币系统只是在逻辑上可行的系统，是解决了一个难题的技术玩具。2010年5月22日，在一个网络论坛上，有一个程序员用1万枚比特币换了两张棒约翰比萨的代金券，比特币第一次有了一个公允价格：1万枚比特币价格为25美元。为了纪念这一天，每年的5月22日变成了区块链世界的一个节日——比特币比萨节。
此后，比特币虽然从来都不是货币，但逐渐地有了价值与价格。比特币的价格在自由市场交易中被确定，又持续、反复地大幅波动。但是，不管是从早期的1132美元跌掉一半，还是在2017年年底快速上涨到接近2万美元，又在几个月内跌到只有三分之一，比特币系统和它底层的区块链技术都保持稳定。
中本聪设计和编码实现的比特币电子现金系统至今已运转近十年。比特币系统已经从一个技术玩具变成一个运转得近乎完美的系统，并且看起来还将长期稳定地运转下去。比特币系统：发现区块链
在物理世界中，现金是一张张纸币，但其背后有着一整套与货币相关的金融体系：中央银行、银行、印钞厂、信用卡组织，以及后来出现的第三方网络支付机构等。
在数字世界中，想要创造一种去中介化、去中心化的“电子现金”，同样要设计一套完整的系统。这一系统要能解决以下一系列问题：
·这种“现金”如何公平、公正地发行出来，不被任何中心化的机构或个人控制？
·如何实现像在物理世界中一样，一个人可以直接把现金递给另一个人，无须任何中介的协助？
·这种电子现金如何“防伪”？在数字世界中，这个问题可转换为，一笔电子现金如何不被花费两次？
中本聪设计和开发了比特币系统，完美地解决了这些问题。说起比特币，人们常指的是比特币这种做价值表示的电子现金。其实，作为电子现金的比特币只是比特币系统的表层，比特币系统包括三层（见图1-3）：
·最上一层是比特币这种电子现金。这是整个系统的应用层。
·中间一层的功能是发行比特币与处理用户间的比特币转移。这一层也叫比特币协议（bitcoin protocol），是整个系统的应用协议层。
·最底层是比特币的分布式账本和去中心网络。这一层也被称为比特币区块链（bitcoin blockchain），是整个系统的通用协议层。
比特币系统的三层命名（应用层、应用协议层、通用协议层）源自知名区块链研究者梅兰妮·斯万，她也提出了被广泛引述的一种阶段划分：区块链1.0是货币、区块链2.0是合约、区块链3.0是应用。图1-3 一张图看清比特币与区块链
比特币系统实现的去中心化的点对点电子现金，其发行与转账靠的是中间的比特币协议层。类比现实货币系统，这一层的角色相当于中央银行（发行货币）与银行（处理转账）等金融机构。
来深入看看名为“比特币协议”的这一层。比特币系统架构图又常被进一步细分为五层（见图1-4），它对应的是比特币协议和比特币区块链两个部分。在这个五层架构中，比特币协议层被细分为：应用层、激励层和共识层。图1-4 比特币系统架构图
在设计比特币系统时，中本聪创造性地把计算机算力竞争和经济激励相结合，形成了工作量证明（proof-of-work，POW）共识机制，让挖矿计算机节点在计算竞争中完成了货币发行和记账功能，也完成了区块链账本和去中心网络的运维。这就形成了一个完整的循环：矿机挖矿（算力竞争），完成去中心化记账（运转系统），获得比特币形式的经济激励（经济奖励）。图1-5 区块链的定义之一、之二
比特币的工作量证明共识机制是承上启下的一层，连接了上层应用与下层技术：在其上的层次为电子现金的发行、转账、防伪；在其下的层次，去中心网络的节点达成一致，更新分布式账本。
之后在讨论区块链的现在与未来时，我们会不断地回到比特币系统的设计上来，它是一个简单又精妙的系统，融合技术和经济因素，是区块链所有创新的源头。
区块链的第一、第二个定义如图1-5所示。「专题讨论」说区块链时，我们在说什么
比特币系统包括三层：比特币、比特币协议、比特币区块链，即比特币的分布式账本与去中心网络。那么，从比特币系统来对照看，说区块链时，我们说的可能是什么？区块链这个说法包括四种可能性，所覆盖的范围逐步变大（见图1-6）：
·可能性之一，区块链指的是比特币的数据结构，即由数据块（block）连接形成的链（chain），这也被称为“分布式账本”。在比特币白皮书中，中本聪分别提及了区块和链，但后来它们才被组合成了区块链（blockchain）这个新词。图1-6 从比特币系统看区块链
·可能性之二，区块链指的是比特币的分布式账本和去中心网络的组合。对应于比特币系统，它指的是整个第三层比特币区块链。
·可能性之三，区块链指的是比特币系统的第二层（比特币协议）和第三层（比特币区块链）的组合。它包括分布式账本、去中心网络和比特币协议。
·可能性之四，区块链指的是整个比特币系统，包括所有三层，既包括价值表示的比特币，也包括了背后支撑的整个系统。从这个范围看，是把区块链看成一个既包括技术部分，又包括经济部分的完整系统。
大众在提及区块链时，常指的是第四种最大的范围，即“账本+网络+协议+货币”。在产业中，人们在提到区块链时，通常指的是第三种范围，即“账本+网络+协议”。而很多软件开发者在说起区块链时通常指的是第二种范围“账本+网络”，即分布式账本加去中心网络。
现在，包括我在内的很多人都有一种看法是，将基于区块链的价值表示物都称为通证，并把比特币等代币（coin）视为通证的一个特定种类。通常而言，提及加密数字货币、通证、代币时，我们指的都是基于区块链的、在数字世界中进行价值表示的事物。如果采用“通证”说法，区块链的最大范围包括的则是“账本+网络+协议+通证”。「冷知识」加密数字货币前传：从大卫·乔姆到中本聪
加密数字货币有着非常漫长的历史，这个冷知识专栏用几个主要人物和他们的创造，来展示一个简明的加密数字货币前传。一、1983年，大卫·乔姆（David Chaum）最早提出把加密技术用在数字现金上
在物理世界中，现金可以非常简单，它需要的是防伪功能。现金是一张纸条，我可以在一张纸条上写“拿到这张纸条的人可以找我领取一只羊”，然后签上自己的名字。签名就是防伪措施。我把纸条拿给你，纸条到你手中，我就没有了。
在数字世界中，情况开始变得复杂：这张纸条和上面的签名是一个数字文件，而电子文件可以被无数次地完美复制。把这个电子文件给你之后，我还可以再把这个电子文件给第三个人。这就是所谓的双重支付（double spending）问题。
大卫·乔姆提出了一个创造性的方案，在数字世界里解决了这个难题。他的方法是采用这样的逻辑：在一张纸条上，你选择一个只有你知道的序列号，然后我在上面签名。由于我不知道这个序列号，因此我没法再复制一份这张纸条给另一个人。这就是密码学上所谓的盲签（blind signature）。这个思路形成了“第一个真正意义上的电子货币方案”。1989年，大卫·乔姆还创建了数字现金公司（DigiCash）来把自己的想法商业化，但未能被大规模接受。
这个方案的缺点是，它要运转起来，就必须有一个所有参与者都信任的中心化服务器来进行这些“数字纸条”的验证。二、1997～1998年，亚当·贝克（Adam Back）与哈希现金（HashCash）、戴伟（Wei Dai）与B币（B-Money）、尼克·萨博（Nick Szabo）与比特黄金（bit gold）、哈尔·芬尼（Hal Finney）与工作量证明（POW）
在比特币白皮书中，中本聪引用了1997年亚当·贝克设计的哈希现金、1998年华裔密码学家戴伟设计的B币等前人的成果。2010年，由于维基百科试图删除比特币词条，因此中本聪与人讨论了如何修改词条描述以让维基百科接受，他建议这样写：“比特币是戴伟在1998年在密码朋克中所提到的B币构想和尼克·萨博提出的比特黄金的具体实现。”他说是具体实现，是因为B币和比特黄金都只是停留在构想中。
这就引出了区块链领域的一个重要人物——计算机科学家尼克·萨博。他在1998年提出了名为比特黄金的方案。在现在的区块链世界中，尼克·萨博有着更为重要的位置：萨博是“智能合约”（smart contract）的提出者，1993年他写出了“智能合约”论文。智能合约是区块链处理交易的核心方式，区块链应用的实质可被看成是一个个智能合约的组合。
这一阶段的第四个重要人物是知名密码学家哈尔·芬尼，他是著名的PGP加密中的“G”，是密码朋克圈中的前辈。他在2004年推出了自己版本的采用工作量证明（POW）机制的电子货币。在比特币开发过程中，哈尔·芬尼与中本聪有很多互动，比特币的第一笔转账就是中本聪转了10个比特币给哈尔·芬尼。
他们四人的具体设想各有不同，但有一个共同点，即都是让计算机进行计算，从而“创造”电子现金，它们是比特币系统让计算机进行加密计算的工作量证明和“挖矿”的创意来源。这非常重要，有了这个想法，中心化服务器才可以被去中心网络所取代，困扰数字货币的难题被解决了。三、2008年10月，中本聪发布论文“比特币：一个点对点电子现金系统”
最终，中本聪把前人的创新综合起来，实现了一种在发行和交易上都去中心化的电子现金。
对于前人的数字货币系统（比如乔姆的系统）为什么会失败，中本聪曾经写道：自20世纪90年代以来所有的虚拟货币公司全都失败了……我希望，人们可以看到，这些系统之所以失败，显然是因为它们的中心化控制这一特性。我想，我们正在首次尝试建立一个去中心化的、非基于信任的系统。
这里他提到了两个相关的词，一是去中心化（decentralized），二是非基于信任的（non-trust-based）。去中心网络一定是非基于信任的。2.中本聪是如何解决难题的——无须中介的点对点交易
中本聪解决了自己定义的难题“点对点的电子现金”，在这个过程中，他“发明”了区块链技术。比特币系统融合密码学、博弈论和软件工程等三个领域的技术与理论，区块链技术是已有技术巧妙地组合形成的创新。中本聪不是凭空解决“点对点电子现金”这个难题的，他沿着前人的足迹前进，只是他完成了最后一跃。
接下来，我们来具体地看中本聪是如何解决他定义的难题，创造一个在数字世界中做价值表示的事物的。在讨论中我们会特别关注，他是如何实现“去中心化”的？数字世界中的“货币”：三种路径
在说“货币”时，我们讨论的是数字世界中的价值表示。在互联网上的数字世界中，人们曾设计出各种各样的电子现金或数字现金方案，在为《区块链：技术驱动金融》一书撰写前言时，杰里米·克拉克收集了约100种支付系统。他写道：“在通往比特币的道路上，布满了无数失败的尝试。”在所列的各种系统中，他认为大众所知道的只有PayPal。当然，在移动支付超前发展的中国，我们都很熟悉支付宝与微信支付。
一直以来，数字世界中的“货币”有三种路径：中心化的在线支付、中心化的计算机点数或互联网积分、去中心化的电子现金（见图1-7）。图1-7 数字世界中“货币”的三种路径
我们常用的PayPal、支付宝、微信支付都是中心化的在线支付，在这些支付系统中流转的是映射到数字世界的各国的法定货币（也称法币）。
中心化的互联网积分/计算机点数是指Q币、游戏币、航空里程等，它们还曾有一个更为大众所熟知的名字——虚拟货币。通常，它们不与物理世界的法币对应，而是由商业公司中心化发行，仅可以在一家公司的体系中使用。
第三条路径是计算机密码学家探索多年的去中心化的电子现金。沿着前人的探索路径，中本聪最终将这条路径变成了现实。中本聪设计和开发了比特币系统，并催生了众多加密数字货币和区块链技术项目。
下面来分别看看这三条路径。三条路径与物理世界中的现金的对比如图1-8所示。图1-8 一组对比：是否去中心化与是否自行发行第一条路径：PayPal、支付宝、微信支付
现在，被互联网用户广泛使用的主流支付系统是PayPal、支付宝，以及后来出现的移动支付Square、微信支付等。这些第三方在线支付系统依赖于物理世界中的货币系统与金融体系，它们在数字世界中为用户提供支付、转账等服务。在使用它们时，我们所用的钱是物理世界中的法币，如美元、人民币、欧元、日元等，钱从银行账户中被映射到网络支付账户中。
过去，信用卡、储蓄卡等塑料卡片实现了纸币现金的数字化，把纸币现金变成了卡片账户中的数字现金。现在，在线支付系统将信用卡和储蓄卡的功能转移到互联网数字世界中来了。
在这些系统中流转的都是与法币一一对应的电子现金，变化的仅仅是“账户”，而非“货币”。这些系统所起的作用是，在账户和货币上连接物理世界与数字世界。
这些系统都是中心化的。它们背后所依赖的传统金融系统是中心化的，法币是由各国央行发行的。它们自身是完全中心化的，由单一机构运转网络支付系统。它们在交易中担任中心化的中介角色，进行账户的记账，是用户间数字现金流通的中心。当两个用户进行转账时，在线支付系统在中间担任可信第三方的中介角色。这就是为什么称之为“中心化的电子现金”。第二条路径：Q币、游戏币等互联网积分或计算机点数
在互联网上，除了在线支付系统之外，还有一种过去常被称为“虚拟货币”的货币现象。
比如，用户可以用人民币购买腾讯公司的Q币，腾讯自称它是“统计代码”。Q币可以在腾讯的产品如QQ即时通信工具、网络游戏、音乐文学等中使用，兑换各种在线服务。
又比如，在游戏中，用户可以付钱购买道具，也可以通过战斗赢取游戏币。这些道具和游戏币的形态与价值各不相同，在一个游戏中都很难确定价格、进行兑换，在多个游戏之间几乎不可互换。当然，游戏玩家还是可以找到办法进行交换，在一定条件下甚至还可以将它们变现换回法币，例如，曾流行的“游戏打金”就是指有些玩家专门在游戏中获得金币，然后卖出获得现金收入。
正如腾讯用“统计代码”的说法所表明的，Q币等是中心化机构（通常是一家公司）发行与管理的互联网积分或计算机点数。它们是中心化的，其发行和交易都是中心化的。
一般来说，在不需要用户付费购买时，它们常被称为“积分”，在需要用户付费购买时，它们常被称为“点数”。但近年来出现了很有意思的混合产物。在打车软件中，用户可以存入现金，如存100元得150元；也可以介绍其他人成为打车软件的用户从而获得奖励，如介绍一个新用户双方各获得50元余额。在这种情况下，在打车软件钱包中的余额就变成了一定程度上的点数与积分的混合物。在打车软件钱包中的余额一般是不能提现的，也不能在用户之间直接转账，至多只能帮其他用户代付车费。
我们还可以进一步对比在线支付系统和计算机点数。
一个视角是，它们是否映射物理世界中的货币。在线支付系统是映射物理世界中的货币的，电子现金价值就是货币的价值。而对于游戏迷来说，游戏币、游戏道具通常是不映射物理世界中的货币的。对游戏迷而言，游戏道具既有价值也有价格；对其他人而言，游戏道具可能毫无价值。在线支付系统与法币无缝连接，而这些互联网积分/计算机点数系统只与现实世界中的货币系统有很少的连接点，并且由于法律、商业等方面的原因，一般没有畅通的渠道将它们兑换回法币。
另一个是视角是“电子现金”或“点数/积分”是如何发行的？与在线支付系统不同，点数/积分是由一家公司自行发行的，用户付费获得点数，可被认为是向这家公司购买一种数字商品，用户稍后可用这些点数兑换成该公司体系内的虚拟商品或服务。
直到最近，与现实世界相连的在线支付系统和不与现实世界相连的互联网积分/计算机点数都是互联网中的主流。变化始于比特币的出现。第三条路径：去中心化的电子现金
在这两个主流之外，一直还有着另外一种探索：能不能创造一种完全去中心化的点对点电子现金？其中最终极的设想是，在数字世界中，货币的发行和交易都不需要中心化机构介入，是由计算机自动执行的：在发行时，无须类似各国央行的中心化机构；两个人在相互转移电子现金时，也无须中心化机构的参与。
按前面的对比表格，这种理想化的去中心化的电子现金几乎在每个方面都试图进行突破：不映射线下的货币，而在数字世界中自行发行；发行去中心化，不需要一个类似中央银行的角色；像物理世界中的现金交易一样，交易无须中介介入。
这个问题很难，因为它的要求与数字世界中的技术基础设施的能力相悖。其中重要的一点是，在物理世界中，表示价值的现金纸币是不能复制的。但在数字世界中，数字化文档是可以复制的，每一个复制出来的文档都一模一样。因而过去在数字世界中，要用数字文件表示价值（比如表示一笔电子现金），我们需要一个中心化机构来确保数字文件是唯一的。假设这笔电子现金现在属于我，当我把它转给你时，我们需要一个中介来协助记录所有权的变更，我不能直接把数字文件复制给你。
计算机密码学家们探索的是，在无须中心化介入的情况下，如何通过密码学的方法，用可复制的数字文件来代表价值。
这是一个漫长的探索过程，其开端甚至比互联网商业化都还早，最早可追溯到20世纪80年代。总的来说，由于这种探索是基于加密技术的，因此各种去中心化数字现金也被称为加密数字货币（crypto-currency），其中crypto是密码学（cryptography）的词根。
最终在2008年，匿名的中本聪在密码朋克的邮件列表中发布了比特币的设计。他发明的比特币系统几乎集合了第三类探索的所有智慧结晶，他又加入了新的创新，最终在电子现金的发行和交易上都实现了去中心化。
正如我们所知，中本聪不只是设计和实现了这个最理想化的去中心化电子现金，他还“发明”了区块链技术。区块链的价值表示和价值转移功能让它可能成为新一代互联网的技术基础。比特币实现了极致的“去中心化”
对照前文图表，与现有中心化的电子现金系统（在线支付系统）相比，比特币是与之完全相反的：在线支付系统的货币发行是中心化的，比特币的发行是去中心化的；在线支付系统的货币流动是中心化的，比特币的交易是去中心化的；在线支付系统映射物理世界中的货币，比特币不映射任何现有的货币；在线支付系统自己不进行货币的发行，比特币是在数字世界中凭空发行出来的。
在去中心化的程度上，比特币系统达到了极致。去中心化的初级阶段是自动化（automatic），即根据人设定的规则自动运行，而去中心化的高级阶段是自治（autonomous），也就是完全自治、自发。而比特币系统作为一个电子现金系统，达到了极致的去中心化状态（见图1-9）：
·作为一个货币应用，它不只交易是自治的，它的发行也是自治的。
·作为一个计算机网络，它是完全去中心化的，而不仅仅是分布式网络。
·作为一个组织，它是完全的社群自治，不需要有一个领导者居中协调。
去中心化处于区块链的思维模式的最内核，而比特币实现了极致的去中心化。图1-9 去中心化的层次
不过，之后在发展区块链技术和将之应用的过程中，我们又不得不从最极致的理想状态往实用方向调整：
·比如，现在多数区块链项目都是由基金会管理的。以太坊是由创始人维塔利克·布特林和以太坊基金会居中协调的，而不像比特币社区那样是完全自治的。
·比如，常在金融系统中使用的联盟链，以及部分节点数量不多的基础公链，如小蚁（NEO）、EOS，更应被视为分布式网络，没有实现完全的去中心网络。
·比如，通过以太坊发行基于ERC20标准的通证，通证的发行规则是由项目方确定的，在运行过程中会酌情更改规则。它们的发行不是自动的或自治的。
·比如，常被视为区块链3.0代表的EOS在智能合约部分引入了李嘉图合约和社区仲裁机制，也即交易部分不再是完全交给机器自动执行，在需要时人可以参与和干涉。
我们反复讨论比特币系统的设计，是因为它早已经把最极致的情况展现在所有人面前。而在将区块链技术落地应用的过程中，从最极致的去中心化往实用主义方向调整并不是倒退，而是事物发展的必然过程。解析比特币白皮书摘要：比特币的设计
那么，比特币系统具体是如何实现极致的去中心化的呢？
在比特币白皮书《比特币：一个点对点电子现金系统》中，中本聪详细地解释了他是如何设计这个系统的。在其中，他确立了此后所有区块链系统的主要设计原则。
接下来，我们对照阅读与讨论这篇论文中英文摘要：
A purely peer-to-peer version of electronic cash would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through a financial institution.
一个真正的点对点电子现金应该允许从发起方直接在线支付给对方，而不需要通过第三方的金融机构。
Digital signatures provide part of the solution,but the main benefits are lost if a trusted third party is still required to prevent double-spending.
现有的数字签名技术虽然提供了部分解决方案，但如果还需要经过一个可信的第三方机构来防止（电子现金的）“双重支付”，那就丧失了（电子现金带来的）主要好处。
We propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer network.
针对电子现金会出现的“双重支付”问题，我们用点对点的网络技术提供了一个解决方案。
The network timestamps transactions by hashing them into an ongoing chain of hash-based proof-of-work,forming a record that cannot be changed without redoing the proof-of-work.
该网络给交易记录打上时间戳（timestamp），对交易记录进行哈希散列处理后，将之并入一个不断增长的链条中，这个链条由哈希散列过的工作量证明（hash-based proof-of-work）组成，如果不重做工作量证明，以此形成的记录无法被改变。
The longest chain not only serves as proof of the sequence of events witnessed,but proof that it came from the largest pool of CPU power.As long as a majority of CPU power is controlled by nodes that are not cooperating to attack the network,they’ll generate the longest chain and outpace attackers.
最长的链条不仅仅是作为被观察到的事件序列的证明，并且证明它是由最大的CPU处理能力池产生的。只要掌控多数CPU处理能力的计算机节点不（与攻击者）联合起来攻击网络本身，它们将生成最长的链条，把攻击者甩在后面。
The network itself requires minimal structure.Messages are broadcast on a best effort basis,and nodes can leave and rejoin the network at will,accepting the longest proof-of-work chain as proof of what happened while they were gone.
这个网络本身仅需要最简单的结构。信息尽最大努力在全网广播即可。节点可以随时离开和重新加入网络，只需（在重新加入时）将
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