區塊鏈技術的作用和意義

在2013年比特幣的鼎盛時期,比特幣的價值達到每枚1200美元左右的峰值。毫不奇怪,加密貨幣被譽爲“貨幣的未來”。如今,隨着比特幣價值減半,媒體對比特幣的興趣也有所減退。然而,各種各樣的企業,連同城市投資者和未來學家,都發現了讓人興奮不已的技術尤其是區塊鏈技術本身的潛力。

當然,區塊鏈是允許加密貨幣發揮作用的核心創新技術。但是,使用該技術的人們逐漸意識到,除了加密貨幣之外,區塊鏈可能還適用於許多其他地方,所以人們的注意力也開始隨之發生轉移了。事實證明,數字化、去中心化的分類賬簿對於處理各種信息都很有用,從商業合同,私人財務記錄到敏感的醫療數據。人們正忙着確定區塊鏈最好的用途是什麼,以及區塊鏈是否應該與比特幣、別的加密貨幣,或者完全不同的東西綁定在一起。最令人驚訝的是,這項研究不僅來自小型初創企業和黑客,一些最雄心勃勃的項目正由大型銀行等主流金融機構運營。他們決心挖掘這項強大技術背後的潛力,以避免在今後的金融革命中被淘汰。

區塊鏈作爲研究工具

對比特幣的一種負面批判是,它需要維護一個產生散列的大型網絡,通過工作量證明來支持這種加密貨幣,這是對時間和電力的巨大浪費。對於比特幣來說,工作量證明機制的算法被稱爲SHA-256,是一種相當標準的加密算法。實際上,許多研究任務都要求計算機做類似的工作,比如對大量的非常小的事件進行處理,以便用暴力來完成一項任務。在比特幣出現幾年後,實驗開始了, SHA-256被另一種專門設計用來利用所有計算機計算能力的算法取代,這或許並不奇怪。

2013年,一個化名爲桑尼·金(Sunny King) 的程序員宣佈了一種名爲Prime coin的加密貨幣。它與比特幣的區別在於,它利用了工作量證明機制,以發現一種名爲坎寧安鏈(Cunningham Chains) 的質數類別的新成員。他們是不需要超級計算機來發現和證明的特別大的素數,而是一組素數,通過選取其中一個素數,增加一倍,然後減去其中一個素數;再從這組素數中選取一個,依此類推進行計算。儘管Pre coin從來都不是特別受歡迎的貨幣,但是它的工作量證明機制揭露了一些破紀錄的坎寧安鏈。

另一種加密貨幣,它的名字是Rie coin,這種加密貨幣開始着手解決涉及質數的另一組問題。在這種情況下,工作量證明是尋找被稱爲“原始星座”的連續素數簇。這些“原始星座”可能被用來幫助研究黎曼假設。黎曼假設是一個複雜的數學問題,它尚未被證實,仍然是該領域的一個未解之謎。

黎曼假設是衆所周知的,它被克萊數學研究所指定爲千禧年大獎難題(世界七大數學難題)之一。千禧年大獎難題是在2000年提出的,儘管成功解決一個難題可獲得100萬美元的獎勵,至今也只有一個難題被解決了。“原始星座”不會證明黎曼假設,但它們可能會發現一個能證明這個假設不成立的“原始星座”一個本身就具有重大理論意義的發現。大多數數學家期望黎曼假設最終會被證明是正確的,但與此同時, Rie coin正在對它進行測試。

伯克利開放式網絡計算平臺

其他人正在追求區塊鏈技術的更大用途。早在2002年,加州大學伯克利分校SPC E科學實驗室的一個團隊開發了一種名爲“伯克利開放式網絡計算平臺”(BOINC)的軟件。他們的想法是利用世界各地計算機的力量,幫助搜尋地外文明研究所(SETI)的一組研究人員篩選來自太空的無線電信號,尋找外星人的蹤跡。

BOINC通過將信號分割成小批,並將其發送給單獨的計算機,從而使它們能夠分散搜索任務的精力。一旦一臺計算機完成了一個批次,它的計算結果就會返回到搜尋地外文明研究所,並接收到新的一個批次的任務。關鍵在於,搜索程序的表現就像一個屏幕保護程序,只在晚上或計算機空閒的時候運行。這個名爲SETI@HOME的項目迅速成爲世界上最大的分佈式計算項目之一。如今, BOINC不僅是在尋找外星人——這個軟件現在被用來尋找治療疾病的新方法,繪製銀河系地圖,甚至用來破解密碼。

權益證明正在取代工作量證明

2015年,一位名叫羅布·哈爾福德(Rob Halford) 的研究人員想知道,他是否能夠把伯克利開放式網絡計算平臺和一種加密貨幣聯繫起來。伯克利開放式網絡計算平臺已經被建立起來,在許多計算機之間劃分計算機任務。此外,它還可以召集大量願意運行這個軟件的人。如果這些個人因爲他們的努力而得到加密貨幣的獎勵,如果現有的貨幣挖礦者也能被吸引使用伯克利開放式網絡計算平臺,那麼每個人都將從中受益。但爲了做到這一點,研究人員不得不使用一種全新的區塊鏈類型,它將把計算機從創建工作量證明散列的必要性中解放出來。

雖然對比特幣這樣的加密貨幣的區塊鏈的功能來說,工作量證明是必要的,但它嚴重限制了加密貨幣挖掘算力所能完成的其他有用的任務。要適當地擴展難度,工作量證明任務必須非常具體。當從中央服務器下載新文件進行處理時,伯克利開放式網絡計算平臺通常會讓計算機處理不同類型的任務,然而除了在尋找質數等非常特殊的任務之外,一遍又一遍地執行其他相同的任務並不一定是有效的。但是,如果不需要工作量證明來保證區塊鏈交易日誌的安全性,那麼處理能力就可以用於執行其他更有用的任務,比如伯克利開放式網絡計算平臺計算。

第一個可以不進行工作量證明驗證的加密貨幣叫作Peer coin。它用一種叫作“權益證明”的方法代替了工作量證明。這種驗證爲加密貨幣中的每一枚硬幣創造了一個價值,稱爲“硬幣時代”。一枚硬幣被拿得越久越沒有被花掉,它就越“古老”。每過一段時間,它就會“重生”,它的年齡就會回到零。

當創建下一個塊的時候, Peer coin網絡將決定這一個塊是由網絡中的哪一臺計算機來創建的,就是擁有大多數長時間未使用的硬幣的錢包所在的計算機——也就是說,擁有最多硬幣並且長時間不花的那個人。哪個錢包裡所存放的未使用硬幣時間最長是可以預測的,所以這個過程不是隨機的。但無論如何,它是安全的:在塊被創建後,該計算機的硬幣的年齡被重置爲零。因此,一臺計算機不能連續兩次形成一個塊。爲了通過雙重支付來擾亂區塊鏈,兩臺計算機必須持有大量的加密貨幣,以保證它有機會創建一個塊,不僅僅是一次,而是連續兩次,以創建矛盾的交易。

因爲硬幣的年齡被重置了,人們將無法利用硬幣的年齡來推動一個用虛假交易篡奪的區塊鏈。理論上講,任何擁有這麼多財富的人都不會冒險破壞區塊鏈,因爲在一次成功的攻擊之後,如果發生價格暴跌,他們會損失多少投人,與他們可能通過錯誤的交易獲得多少收益相比,就顯得微不足道了。

最重要的是,權益證明消除了區塊鏈的工作量證明角色,從而降低了對計算機處理器的要求。加密貨幣的年齡是觸發生成一個新塊的唯一必要條件,它不再需要計算機密集的散列。羅布·哈爾福德的新加密貨幣Grid coin將它的獎勵與伯克利開放式網絡計算平臺所做的有價值的計算工作結合在一起,向伯克利開放式網絡計算平臺用戶獎勵其對伯克利開放式網絡計算平臺網絡中所有項目的貢獻。

隨着加密貨幣變得越來越有價值,區塊鏈收集和存儲賬單信息的用途也越來越明顯,區塊鏈已經開始變得不那麼像一個小衆的嘗試。經濟學家、銀行家以及區塊鏈的支持者都開始研究區塊鏈在現有金融市場中的用途,而不是作爲一個備選方案。