量子計(jì)算對(duì)比特幣系統(tǒng)有何影響？比特幣的哀傷

比特幣看似簡(jiǎn)單卻又是復(fù)雜的產(chǎn)物，2008年第一個(gè)區(qū)塊鏈誕生，隨之比特幣焉然問(wèn)世。比特幣運(yùn)用了加密學(xué)的最新技術(shù)，現(xiàn)時(shí)在技術(shù)上無(wú)懈可擊。在未來(lái)，量子計(jì)算也可能會(huì)影響比特幣系統(tǒng)運(yùn)行。

中本聰（Satoshi Nakamoto；化名，此人目前身份仍未明）于2008年10月提出著名的“Bitcoin： A Peer-to-Peer Electronic Cash System”比特幣概念提議，隔年1月3日第一個(gè)區(qū)塊鏈誕生，公開(kāi)碼也于同年發(fā)布，比特幣焉然問(wèn)世，這也是區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)軔。

比特幣發(fā)明的主要?jiǎng)訖C(jī)在于泯除貨幣流通的中介者－信任平臺(tái)（trust platform）。過(guò)去任何形式貨幣的發(fā)行與流通或者其它形式的價(jià)值交換都需要一個(gè)中介平臺(tái)提供信用、維持交易秩序。實(shí)體貨幣是中央銀行，塑料貨幣是Visa、Master以及發(fā)卡銀行等，在線交易則是第三方支付。中本聰提案的標(biāo)題中peer-to-peer就是指此電子貨幣糸統(tǒng)由參與交易的同儕所共同維持，毋需中介機(jī)構(gòu)。

由于是電子貨幣形態(tài)，貨幣之持有、交易等需要利用加密學(xué)的各種工具，包括公鑰架構(gòu)（PKI；Public Key Infrastructure）、對(duì)稱性加密AES 256 CBC（Advanced EncrypTIon Standard）、雜湊函數(shù)（hash funcTIon；SHA-2 256）等。PKI中的私鑰主要用于交易記錄區(qū)塊的電子簽章，私鑰儲(chǔ)存于用AES保護(hù)的比特幣錢包（bitcoins wallet），hash funcTIon用于交易記錄區(qū)塊的防偽以及比特幣挖礦（bitcoin mining）的工作證明（proof of work）。

SHA-2 256是將一長(zhǎng)串資料映射到一串256位元的函數(shù)，基本上是一個(gè)多對(duì)一函數(shù)。但是一長(zhǎng)串有意義的資料若稍加竄改，其雜湊值（hash value）也會(huì)變更，因此一般在重要資料遞送時(shí)將其雜湊值附于資料之后讓收受人檢驗(yàn)資料是否曾遭竄改。愿意參加比特幣交易記錄區(qū)塊分散記錄的參與者在收集數(shù)個(gè)交易記錄區(qū)塊后加上時(shí)間戳記（TIme stamp）計(jì)算此一組合資料的雜湊值，并且要求此一雜湊值前幾位數(shù)必須全為0。

由于發(fā)生此一狀況的機(jī)率極低，必須以專門(mén)執(zhí)行此一計(jì)算的ASIC戮力以赴，消費(fèi)大量計(jì)算能力與電力，這就是電子貨幣術(shù)語(yǔ)中的工作證明（proof of work）。能夠產(chǎn)生合格新區(qū)塊的參與者可以得到一定金額的比特幣回報(bào)，這便是比特幣挖礦（bitcoin mining）。

從技術(shù)面來(lái)講比特幣運(yùn)用了加密學(xué)的最新技術(shù)，符合了加密學(xué)的四個(gè)基礎(chǔ)要求：保密（confidentiality）、資料完整性（data integrity）、驗(yàn)證（authentication）與不可否認(rèn)（non-repudiation），現(xiàn)時(shí)在技術(shù)上無(wú)懈可擊，而且的確在系統(tǒng)運(yùn)行上毋需信任平臺(tái)，達(dá)到原先提議的目標(biāo)。而其所創(chuàng)造的區(qū)塊鏈技術(shù)，即使將來(lái)比特幣不復(fù)存在，亦將以此留名。

在未來(lái)，量子計(jì)算可能影響比特幣系統(tǒng)運(yùn)行的地方有二：1. 量子計(jì)算挖礦的速度比現(xiàn)在傳統(tǒng)二進(jìn)制算法有指數(shù)的成長(zhǎng)。但這個(gè)問(wèn)題可以管理，因?yàn)楣ぷ髯C明－雜湊值前幾個(gè)0的位數(shù)－的難度可以調(diào)整，這在系統(tǒng)開(kāi)放碼中已包含這彈性設(shè)計(jì)。另一個(gè)是PKI在量子計(jì)算下非常脆弱，現(xiàn)有區(qū)塊中的電子簽章可能全部得重來(lái)。但這不是比特幣單獨(dú)的問(wèn)題，所有現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)通訊、銀行等也都得面臨相同的問(wèn)題。

在應(yīng)用上，我的感覺(jué)是中本聰?shù)奶岚肝纯紤]真實(shí)貨幣的一些使用需求，特別是在經(jīng)濟(jì)中貨幣應(yīng)該扮演的角色。像幾年前所提起的比特幣通縮（deflation）問(wèn)題論戰(zhàn)，我認(rèn)為經(jīng)濟(jì)學(xué)家說(shuō)的比較有道理。比特幣的總發(fā)行量預(yù)計(jì)在2040年固定在2，100萬(wàn)枚，但是貨幣的供應(yīng)量應(yīng)該隨GDP的成長(zhǎng)而成長(zhǎng)，停止成長(zhǎng)就會(huì)造成通縮。事實(shí)上，從迄今為止的比特幣“匯率”歷史記錄來(lái)看，比特幣比較象是大宗貨品而不象是通貨。

另外比特幣的動(dòng)機(jī)之一是消除信任平臺(tái)，這使得所有信任平臺(tái)將其視為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，像最近花旗銀行信用卡就禁止對(duì)比特幣交易的支付。

最后，比特幣也挑戰(zhàn)中央銀行對(duì)貨幣政策的掌控。國(guó)家機(jī)器利用貨幣政策中的貨幣發(fā)行、兩率浮動(dòng)來(lái)影響經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。電子貨幣將使國(guó)家喪失貨幣政策此一施政工具，要政府對(duì)比特幣形態(tài)的電子貨幣友善也難！