兩年升值2萬倍,最划算的投資 — 深入了解 Bitcoin

兩年升值2萬倍,最划算的投資 — 深入了解 Bitcoin

哪種貨幣可以在短短兩年內升值兩萬倍?不是美金、不是人民幣,是 Bitcoin。

2010年5月22日,一位老兄在網路上自稱他用10,000 Bitcoin成功地買到了兩塊價值25美元的 Pizza

兩年過去了,在筆者撰寫此文的當下,Bitcoin兌美金的匯率來到歷史新高,1 Bitcoin 可兌換47美金!當初賣出兩塊 Pizza 的老兄,如果他手上的 Bitcoin 沒有花掉的話,已經現值$470,000美金,換算台幣約 1千4百萬元。

兩年內增值近兩萬倍!誰能料想到兩年前的兩塊 Pizza 現在值一棟房子呢?(編按:賣 pizza 的人發了)下圖是近三年來 Bitcoin 的漲勢圖:

圖片來源

到底 Bitcoin 是何方神聖?Bitcoin 是一種網路上的數位貨幣,有別於諸如 PayPal、支付寶等集中式的線上金流系統,Bitcoin 與眾不同之處是它是基於 P2P 網路(Peer-to-peer Network)的分散式設計,搭配了密碼學的運用。依據其設計,不論政府或任何人都很難惡意干擾其運作。

Bitcoin 同時也擁有不可追蹤的特性,使得個人的隱私得以受到保護。它的出現有如牛頓的信仰所描述的 「上帝所造的大鐘」-- 神秘的作者在釋出這設計後便消失無蹤。然而 Bitcoin 至今仍持續運作,並且有越來越多人接受和使用 Bitcoin。

在現代經濟體係面臨崩潰疑慮與方便的網路交易的強烈需求下,究竟這只是曇花一現還是將席捲世界?筆者將試著深入淺出的介紹 Bitcoin 的優勢、缺點、它的設計之美,以及它將如何改變世界。

貨幣演化論:從貝殼到紙幣

第一次聽見 Bitcoin 的人,都會懷疑為何從無產生的數位資料可以當做貨幣。我們太習慣使用現代的金錢,不相信 Bitcoin 沒有政府擔保能當成貨幣。但我們先回頭想一想貨幣的演進。

貨幣最原始的用途是用於交易的代替物。在貨幣發明以前,人們都是以物易物,十分不便。假設當時用一頭羊換一袋小麥,那半袋小麥就需要半頭羊。但羊無法拆成兩半,或著說被拆成兩半就死了。運送羊也很費力,羊得餵養,且會生老病死。

後來人們使用貝殼之類的物品當做貨幣。但或許因為太容易取得,人們接著選擇將稀有金屬鑄成錢幣。

到了更近代,人們發現大量的錢幣攜帶不方便,於是有了紙幣。而我們現在所使用的錢又稱為法幣,由政府透過儲藏相對應的黃金或是發行債倦來對其價值擔保。

貝殼當貨幣,從現在的角度看來很不可思議。可是事實上,只要人們願意接受,不管是貝殼、山羊、甚至是汽水瓶蓋或彈珠都可以當做貨幣。很多人小時候和同學間都有類似的經驗,用特定玩具當做貨幣。但我們為何不繼續用彈珠當貨幣呢?因為它不是好的貨幣

三個好貨幣的條件

好的貨幣特性有哪些?簡單描述三項

  •    可以組成不同的面額
  •    耐久與可輕易用於交易
  •    容易識別真偽並確認價值

我們拿黃金來看好了。黃金開採不易,但是是相當穩定的元素,可以長久保存。其接受度之高,數千年來人們仍願意接受黃金來提供貨品或服務。其缺點在於重量很重,攜帶不方便,真偽也不容易辨識。

再來看法幣,就是現今用的錢。其價值是由政府透過立法,並儲存黃金或發行債卷來為其價值進行擔保。法幣比黃金更容易攜帶和使用,這也是為什麼我們現今很少使用黃金交易的原因。

然而法幣的缺點就是信任度不高。法幣的價值來自政府的擔保。人們願意接受法幣來提供商品與服務,是因為基於對於政府的以及它提供的擔保之信任。當政府胡作非為濫印鈔票時,人們對法幣就會不信任,轉向黃金這類貴金屬來逃避風險。近年來黃金價格飛漲就可以看出人們對法幣的信心不足。

集中式數位貨幣繼承了法幣的缺點

而常見的集中式數位貨幣,透過發行商擔保,其實都只不過是相對應的法幣。像 PayPal 裡的錢,好壞都操之於政府和發行商的手上。在政府或是金流商的一聲令下隨時都可能化為烏有。

例如曾發生過許多獨立開發者遭 Paypal 凍結帳號,或是 Wikileaks 創辦人阿三吉透過 Paypal 收捐款被凍結帳號的事情。這些都顯示出集中式數位化管理的貨幣的缺點。

Bitcoin 的設計符合好貨幣的條件

最後焦點回到今天的主角 Bitcoin。它巧妙的地方就是在於它利用密碼學來達成上述的好貨幣的條件。它不受任何中央單位管理,性質較類似黃金。我們拿來跟黃金比較,Bitcoin 被設計成其產出的量有受到限制,但供應量充足。它利用密碼學來確保製造 Bitcoin 非常困難,要偽造更是困難,但驗證卻非常簡單。

它以資料形式呈現並透過 P2P 網路進行交換資訊,因此很適合網路交易。儲存也很容易。簡單的來說 Bitcoin 可以被比擬成在網路上方便交易的黃金。

相較於黃金受人們的信任和使用已經有數千年的歷史,Bitcoin連五年歷史都不到,價格也一直在波動,政府對於這種貨幣的態度也還不明確,因此願意接受Bitcoin的人還不多,但已經有越來越多的跡象,例如  WordPress.com 願意接受Bitcoin來提供部落格主機代管的服務,也有主機商願意接受Bitcoin來提供主機代管服務Reddit接受Bitcoin,不久前重生的MegaUpload後繼者以安全性為賣點的Mega也接受Bitcoin,相信在未來會有越來越多人願意接受Bitcoin

在此小結一下我們一開始的疑問,為什麼 Bitcoin 能夠當貨幣? 因為它滿足好的貨幣的需求,而且有人願意接受 Bitcoin 來提供商品和服務。以下我們列出各種貨幣的比較,就能更清楚理解 Bitcoin 做為網路貨幣的優勢。

Bitcoin

黃金

法幣

貨幣來源

由礦工花費運算資源產生

由礦工從自然界中挖取

中央銀行印製

容易辨識真偽

容易透過密碼學驗證,只有通過驗證和不通過兩種可能

只能透過黃金特性進行判斷,一般人不容易分辨真偽或純度

依鈔票或硬幣之防偽技術和偽鈔偽幣品質而定

耐久度

純資料,可永久保存

不易變質

有使用年限,用舊會回收重新發行

網路交易方便度

只要連接網路可以轉帳給任何人,完全不受任何限制

不容易

轉帳得通過銀行,跨國付款較不方便,受法規限制

攜帶方便

純資料,容易攜帶

不易攜帶

攜帶容易

組成各種面額

數位數值,可以表示至小數點後八位

不容易分割

由各種面額鈔票及硬幣組成

實體用途

無用途

工業或裝飾用途

無用途

第三方擔保

由政府發行債卷或儲藏黃金

總量控制

由系統設計當初決定,不受任何人控制

由市面上流通量和自然界儲藏量以及開採的市場需求決定

由中央銀行決定

接下來筆者將盡量淺顯易懂的介紹其運作原理。

貨幣從何而來?

相信大家心裡有個最大的疑問,就是最初的 Bitcoin 到底從何而來?答案就是礦工獎勵。在Bitcoin的設計中,最重要的結構叫做 Block,也就是區塊的意思。Block 裡面收錄有交易記錄等等重要資料,類似帳本。

要產生一個 Block 需要大量的運算資源,所以得提供一些獎勵給礦工來鼓勵他們生產 Bitcoin。因此系統的設計上對於產生 Block 的人,可穫得 50 Bitcoin。在以下的例子中,我們可以看見某個礦工產生了這個 Block,並將獎勵分別簽署給路人甲、乙和丙:

礦工獎勵

這些錢就是 Bitcoin 最原始的來源。你可以想像是金礦坑裡礦工很辛苦地挖礦,最終挖到了黃金。這個過程也因此被稱為挖礦(Mining)。

如何轉帳?

有了貨幣但不能流通也沒有任何用處。既然 Bitcoin 不是由某個單位集中管理,那要如何進行轉帳?答案是它運用了公開金鑰加密演算法來達成數位簽章

公開金鑰加密演算法的概念很簡單,有別於對稱式加密演算法用同一把金鑰,公開加密法有兩把金鑰,分別是公鑰與私鑰。用公鑰加密出來的結果只能用相對應的私鑰解開;相反的,用私鑰加密的資料也只能由公開金鑰來解。一般公鑰是公開的,私鑰是保密的,如下圖所示:

對稱式加密演算法

對稱式加密

非對稱加密演算法

Bitcoin 的非對稱式加密

如果把加密比擬為上鎖的話,對稱式加密是一般的鎖,開鎖和解鎖都是同一把鑰匙。而非對稱式加密的開鎖和解鎖用兩把不同的鑰匙;用公開金鑰上鎖之後只有私鑰能打開,反之亦然。

正因為這個特性,可以運用在很多地方,例如數位簽章就是一個很常見的運用。假設今天某富豪要死了,他在死前公開了他的公開金鑰,任何人都可以拿到。如此一來大家都可以用他生前公開的金鑰試著去解開加密的部份。

死後他的遺囑被公開,附帶著用私鑰加密過後的遺囑,如果能成功解密的話,因為只有當事人知道的私鑰能夠加密出公鑰能解的訊息,具有不可否認性,如此一來我們就能推定確實該富豪有簽署過這份訊息,以此達成簽章的效果。如下圖所示:

數位簽章

Bitcoin 就是利用公開金鑰和私鑰的數位簽章來完成轉帳。很多讀者可能容易誤解,資料都公開了為什麼要加密?加密在這裡並不是要保護資料的機密性,而是要證明當事人有簽署過這份交易。而在本文裡的路人甲、乙和丙並不是真正的人名或是戶名,實際帳戶名在系統裡其實是一把公開金鑰,私鑰有如印章。如此一來,私鑰可以用來簽署轉帳訊息給其它的帳戶,而公鑰除了當帳戶名稱也可以讓大家驗證轉帳訊息是否屬實。

當礦工有了最原始的錢之後,他們就能把錢花掉。花掉的方式,就是以個人的私鑰進行數位簽章簽下:

   我某某人將 OO 元 轉帳給 某某人

這樣的交易訊息會經由 P2P 網路廣播出去,到最終網路上的每個節點都會收到。當然礦工也會收到。

在收到交易記錄後,礦工會先檢查這筆交易是否合法、有沒有重覆花費、來源的帳號是否有足夠的資金、數位簽章是否正確等。有問題的交易會被直接忽略。接著幸運的礦工在產生下一個 Block 時,便會將這所有收到的交易記錄都寫進去。

我們來看下一個 Block 的例子。在這一個新的 Block 中,我們可以看見轉帳的記錄。而在這個帳本被產生之後,它會透過 P2P 網路廣播到網路上,大家最終都會收到同樣的結果並且可以驗證,如下圖所示:

轉帳示意圖

有了最新的 Block,搭配以前收到的所有 Block 裡的礦工獎勵和轉帳記錄,我們就能推斷出到底誰擁有多少錢。在 Block2 產生後,每個帳戶裡的錢如下列所示:

  • 路人甲 10 BTC
  • 路人乙 5   BTC
  • 路人丙 20 BTC
  • 路人丁 50 BTC
  • 路人戊 5   BTC
  • 路人己 10 BTC

在經過了兩個 block 之後,我們現在知道每個人身上有多少錢。依此類推,新的 block 不停產生,也就是新的貨幣不停地被開採出來,由礦工透過轉帳花掉最終流到一般人手上。

如何防止惡意擾亂者?

既然是網路上的東西,那如何確保它不受到惡意的攻擊與擾亂?Bitcoin 為了防止惡意攻擊,巧妙地利用了一個安全性的設計概念叫做「作工證明」。它的概念很簡單,就是要你做一堆沒意義的事情來證明你的誠意。這樣的概念很早就出現在我們的現實生活中,就像有一個正妹,她有一大堆的追求者。然而這些追求者當中可能有一些並不是那麼有誠意,於是正妹就出了一些難題來考驗這些追求者。如果真心想要追求的人就會努力解決難題,如此一來就能擋掉大部份沒有誠意的追求者。

類似的概念也被用在電腦系統上,例如防止垃圾信件上。垃圾郵件之所以橫行無阻,正因為發送的成本太低了。因此有些郵件系統便採用了作工證明,像是郵件伺服器需要檢查額外的作工證明訊息才能把信寄出。如果我們讓現代電腦運算約一秒鐘才能把信寄出去,對正常使用者來說並不過份。但對垃圾信的發送者而言,每封信多花一秒鐘將造成大量寄信不合成本。這樣的概念就稱為作工證明。

Bitcoin 就是利用作工證明讓世界上有興趣的人參與競爭。礦工必須算出一個下一個的 Block 雜湊函數值,其值的大小要小於特定的值才會被承認為合法 Block。因為產生的結果是亂數的分佈,誰也沒辦法預測,所以礦工競爭產生下一個 Block 就有如電腦不停的隨機開出樂透的數字,只要算出來的數字小於指定的值,礦工就中獎了,賺到50 BTC。

惡意攻擊者要產生合法的 Block,必須有足夠的運算資源。如果只是為了阻擾這系統,例如一直產生不包含交易記錄的 Block 讓大家無法查證交易是否成功,這樣做必需要和所有正常的礦工競爭。如我們先前所提的,挖礦的過程有如買樂透,抽中的機率很小;假設每張彩卷中獎機率一樣的話,你得花費超過其它所有人買彩卷的金額加總,才有辦法得到超過50%的勝率進而擾亂系統。而能辦到這樣程度所需的運算資源成本花費是天價。因此即使是政府也很難拿出這麼多運算資源,只為了擾亂這套系統。這裡我們可以見到作者設計時所設下的賽局巧思。

有沒有被破解的可能?

世界上任何系統都有可能被破解,Bitcoin也不例外,問題只在要花多少成本而已。如先前所提,Bitcoin 的設計讓大家競爭產生新的貨幣,這競爭過程中得花費大量的運算,因此要透過參與競爭來達成破解等目的成本太高。

那讀者可能會問,如果是帳戶的公開金鑰加密系統被破解呢?同樣的道理,要從正面破解公開金鑰所需要的運算量非常驚人。只要金鑰的長度夠長,以現代科技還沒有辦法在短時間內破解,所花費的成本也是天價。反過來說,如果有一天公開金鑰加密演算法有辦法被輕易破解的話,你更該擔心的你在銀行裡的存款,因為目前網路銀行的連線系統也是用這樣的加密技術。

比起擔心系統被攻破,擁有 Bitcoin 的人更該擔心私鑰的保管。一旦你的私鑰讓別人知道,對方就可以轉走你帳戶裡的錢。因此最好替你的私鑰加上一層只有你知道的密碼。

如何避免通貨澎脹?

現代的經濟系統裡,很常見到政府為了應付日漸龐大的支出,選擇以印更多鈔票的方式來支付。其後果就是通貨膨脹,所有人的財富都被稀釋了。

Bitcoin 不停地被製造出來,讀者心中一定也有同樣的疑問:如果製造 Bitcoin有利可圖,那麼越來越多人挖 Bitcoin,產生的速度越快,到後來難道不會通貨膨脹嗎?這樣的事情在 Bitcoin 的經濟體系裡是不會發生的。因為 Bitcoin 的作者考慮到了這點,當初就設計了挖礦的工作難度每週會自動調整一次。

參照上一週的挖礦速度,自動調整的目標是平均每十分鐘產生一個 Block。例如現在 Bitcoin 匯率這麼高,勢必會引來更多人參與挖礦,因此本週的 Bitcoin 產生速度可能會上升。系統在下週會去計算上一週 Block 產生的速度,校正為每十分鐘產生一個 Block 的預期數值。如此一來就能穩定產生貨幣。

除此之外,每十分鐘就收錄一次交易,也代表了使用者從匯款到確認交易被收錄,大約只要等個十分鐘。

礦工獎勵也會隨著時間遞減。一開始設定的獎勵是50 BTC,現在已降為25 BTC。隨著時間的推進,系統會不斷的減低礦工的獎勵,如下圖所示:

Bitcoin總量圖表

圖片來源

到最後礦工獎勵會被降為0,在那時就沒有任何新的貨幣會被產生。但問題來了,你會問那既然到最後沒有獎勵了,那哪來的礦工去進行挖礦,新的交易該怎麼辦?

設計者也考量到了這一點,所以每筆交易都可以附帶一筆「處理費用」。礦工除了挖礦獎勵以外,在收錄這些交易的同時,也會獲得這些交易處理費用。因此在最後使用者為了交易快點能被收錄,都會自願加上交易處理費。有處理費可賺一樣可以吸引礦工來參與挖礦,由此可見設計者的巧思。

如何保護使用者的隱私?

隱私權越來越重要,Bitcoin 要如何保護隱私?一般的金錢在網路上做任何花費都會留下記錄,以錢追人都可以找到當事人是誰。但 Bitcoin 就很難找到當事人是誰。為什麼 Bitcoin 可以做到無法追蹤呢?因為它的帳戶其實就是一組公開金鑰與私鑰,任何人都可能可以產生這樣的帳號。同一個人可以產生並擁有成千上萬組的帳戶,在全世界的任一帳戶之間轉帳也沒有任何限制。要證明誰擁有某個帳戶非常困難。

但說不可追蹤其實有點不精確,事實上它是可以被追蹤的,因為其 P2P 交換資訊的特性,所有帳號的交易記錄都是公開的。因此你理論上可以查到全世界所有的每個 Bitcoin 帳戶裡有多少錢,以及這些交易分別從哪些帳戶匯入。但如前面所述,很難證明到底是誰擁有這些帳戶。講白話一點就像是鈔票上沒寫名字一樣。

竟然有實體 Bitcoin?

Bitcoin 是網路貨幣,可以做成實體硬幣嗎?筆者在找相關資料時偶然發現實體 Bitcoin,長得像這樣子:

正面

背面。圖片來源

這些實體 Bicoin 可在 Physical Bitcoins by Casascius 買到。到底是怎麼做到的呢?

首先鑄幣者存了相對應價值的 BTC 到一個新產生的帳戶,也就是1 BTC。然後把這個帳戶的私鑰印在一張紙片上放在硬幣裡封好。接著在外面印上了它的公鑰,所以任何拿到硬幣的人,都可以上網查詢這個帳戶裡頭是否真的有相對的幣值在裡面。

上圖所印的 135Kc4Gb 帳戶我們可以在 Block Explorer 搜尋,發現它裡面的1 BTC在2013年3月8日被轉出了。這表示有人打開了這個硬幣,並取得裡面的私鑰把這裡面的錢轉出去了。硬幣的封裝使用了易碎材質,如此一來,使用硬幣裡的錢一定得破壞這枚硬幣。

網路上的花費和實體硬幣交易,兩者無法兼得,其中一個交易了另一個就無法進行。這樣的設計使得原本只能在網路上使用的貨幣也可以在現實中使用。但是這之間存在著風險:你必須信任貨幣製造商不會在製造硬幣的同時,把私鑰偷記下來,然後轉出去。或者貨幣製造商在製造過程中將同一個帳號做成多枚硬幣。雖然有這些疑慮存在,但是這依然是一個非常有趣的應用,不得不令人佩服設計者的創意。

Bitcoin 的缺點有哪些?

Bitcoin 並不是完全沒有缺點。以 Bitcoin 完全去中心化的設計來說,雖然讓任何人都難以控制,但同時也帶來了一些缺點。以往的所有資料經年累月下來會越來越多,使得每個客戶端都得保留這些資料,會佔掉不少的容量和部份的運算資源。筆者相信之後會有解決方案出現。

在安全性方面,有人指出它可能容許多重花費,也就是同一筆錢可能達成多重花費。主要作法是在短時間內簽章多筆交易,利用 P2P 網路同步延遲的特性,把原本只該有一筆的花費送給多人。但只有第一筆收錄的交易會受到承認。這個問題影響事實上不大,收款方只要在收款時等約十分鐘,確定自己收到款項的交易有被礦工收錄,再交出對方購買的貨物,就可以避免這樣的攻擊手法。

到底是誰發明 Bitcoin?

最大的疑問,或許是發明 Bitcoin 的人到底是誰?Bitcoin 的發明牽涉到了密碼學經濟學賽局理論和 P2P 網路等廣範的知識,當然也包含程式的開發,誰有這樣的能耐創造出這種改變世界的新科技?

可惜的是作者到底是誰至今仍是一團謎。一位自稱 Satoshi Nakamoto(中本聰)的人,在2008年釋出了 Bitcoin 的計畫,在2010年他就離開了這個專案的開發。沒有人知道 Satoshi Nakamoto 是不是他的真名,也沒人知道他是誰。

他在第一個 Block 裡藏了訊息

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks

這句話出自於刊在《The Times》的「Chancellor Alistair Darling on brink of second bailout for banks」這篇文章,主要是描述英國總理正在考慮第二次的紓困案。從中可以看出他對於現在的政治與經濟體系的不滿。還有更多關於作者的蛛絲馬跡,可以參考這篇「Who is Satoshi Nakamoto? 谁是比特币背后的黑手?

不管他是誰,我們可以確定這樣不願為人知的天才靠著技術試著改變世界,不論 Bitcoin 成功或失敗,他都已經在網際網路發展的歷史中寫下了傳奇的一頁。

結論

如果讀者有看過一部科幻漫畫《銃夢》,應該還記得裡面的交易都是用晶片當做貨幣。Bitcoin 的出現就有如從科幻劇情裡跑出來的貨幣。這是人類有史以來第一次大量使用密碼學、去中心化設計的網路數位貨幣。從2008年發佈至今 Bitcoin 已經存活了三年,尚未出現重大的安全性問題。

政府對於這種憑空生出的貨幣態度還有待觀察。有人利用 Bitcoin 的暱名性進行洗錢等非法行為,但也有人用於捐款、線上購物等合法用途。我相信世人不會因為現金會用於犯罪而禁止使用現金。

有人說控制貨幣就等於控制一個國家,當政權過於腐敗,試圖利用貨幣來控制人民時,Bitcoin 不受政府控制的特性就可以發揮用處。筆者在寫這篇文章的同時也擁有一些 Bitcoin(編按:你也發了),並不是因為期待它漲價,而是一種見證歷史的心情,更是一種相信網路帶來的自由,是對抗腐敗政府最後一道防線的信仰。你相信網路自由嗎?:)

使用者圖示來源:findability

圖示來源:famfamfam

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