随心闲聊

无论你是处在加密货币狂热的开始还是结尾，有一件事是肯定的:这些数字资产正在冲击主流，而且似乎不会很快消失。值得注意的是，萨尔瓦多最近将比特币作为法定货币，而即将上任的纽约市长埃里克·亚当斯(Eric Adams)打算将纽约市转变为加密货币的热点。

根据皮尤研究中心(Pew Research Center)最近的一项调查，尽管只有16%的美国人表示他们投资、交易或使用加密货币，但近90%的人听说过加密货币。

加密货币和去中心化金融(人们可以在不受中间人或中央机构(如银行)控制的情况下与他人进行金融交易)的倡导者通常认为，这些平台是透明的，同时也是匿名的——这两件事都是好事。

实现这一愿景的关键在于一种名为区块链的数字技术，它支持所有加密货币。区块链作为一个虚拟的记录大厅，或公共账簿，记录每一笔交易，详细记录金额以及发送方和接收方的钱包地址。

然而，批评人士和监管机构担心加密货币的潜在危害，比如人们利用它们进行诈骗、洗钱，或者为非法活动提供资金(更不用说一些加密货币的巨大碳消耗了——《纽约时报》报道称，比特币消耗的电力比某些国家还多)。专家们对加密货币网络抵御攻击的能力提出了担忧，以及一些系统的设计是否随着时间的推移而扭曲，变得集中化，或本质上允许富人变得更富。

对于那些刚刚涉足加密领域的人来说，这里讲的是关于这些系统背后如何工作的计算机科学的基础知识。

加密的基础

请记住，所有加密货币都只是基于计算机程序，包括比特币，这些“货币”实际上不是货币，而是将价值从一个用户转移到另一个用户的计算机代码。为了成为这个过程的一部分，首先你必须创建一个数字钱包。比特币和以太坊都建议哪种钱包最适合他们的加密货币，像Coinbase和Gemini这样的专业交易所也提供钱包。

每当你创建一个新的钱包时，运行该加密货币的算法将生成与之相关联的配对私钥和公钥。您可以将公钥看作一个地址或银行账号，而私钥则证明了您的所有权。公共密钥是一长串字符，用于确定加密程序的位置。通常，地址只接受它们所关联的加密货币类型(尽管有一种称为跨链桥和交易所的东西可以帮助连接不同的加密货币)。

卡内基梅隆大学计算机科学、工程和公共政策副教授尼古拉斯·克里斯汀说:“你的财产中没有比特币，除非你有证据表明过去有人给你发送了这些比特币。”

然后，您可以点击钱包中一些未使用的价值，并将其发送到其他人的公钥。当你签名确认你想要发送比特币时，你会生成一小段附加在交易上的个性化代码，系统会创建一个数学谜题，锁定该值并打乱代码。当收件人准备花钱时，他们会在交易中放入相应的代码。网络中的每个人都可以验证这两段代码是否匹配(通过一个称为事务确认的过程，也称为挖掘——稍后会详细介绍)。整个操作称为签名验证。

克里斯汀解释说:“如果没有正确的信息，人们是不可能找到缺失的那一块的，但对任何人来说，确认两块合适是非常容易的。”“除了签名验证之外，比特币几乎没有额外的计算能力。中本聪(Satoshi Nakamoto，比特币发明者的笔名)最初的设想是开发可编程货币。问题是，比特币很快就变得非常流行，开发者决定冻结原有的功能。”

然而，上周发布的新升级可能会支持签名验证之外的扩展功能。

那么其他加密货币与比特币有何不同呢?

许多现代加密货币都源自比特币的模型。例如，莱特币在许多方面与比特币相似，但谜题部分略有改变。他们用一种名为Scrypt的函数取代了比特币中使用的挖矿算法(SHA-256)，他们称这种函数运行起来消耗的能量更少。另一方面，比特币现金的创造者是从一个研究比特币的团队中分离出来的，他们想要制造一种比特币式的加密货币，每秒可以处理更多的交易。

然而，以太坊采取了一种不同的方法。它的区块链有一个叫作“循环”的附加功能，允许它重复运行一段代码，工程师可以在上面编程。以太坊使用一种名为“gas”的机制，向发起交易的人收取运行编程指令的费用。程序在运行时燃烧“气体”，当气体耗尽时，程序要么完成要么终止。

开发者可以在以太坊上构建加密货币(比如稳定币DAI)，创建抵押或独特的不可替代代币，因为它们都是代码片段(nft是指向区块链内的数字资产或区块链外的对象的链接)。“所有这些代码都是以太坊交易的扩展，”克里斯汀说。

以太坊还因其将智能合约集成到区块链上的绝妙创新而备受赞誉。以太坊的开发人员将这些代码描述为“在满足特定条件的情况下执行某些操作或计算”的代码脚本，将代码的逻辑与“自动贩卖机”的工作方式进行比较。例如，如果数字美术NFT存在于智能合约中，那么美术人员可以创建一个版税时间表，每当美术作品在区块链上转移时，该时间表就会产生一笔费用。

或者，再举一个例子，想象一下，你走进一家银行，要求借1000万美元一天，却不告诉任何人你的名字。康奈尔科技大学(Cornell Tech)计算机科学教授阿里朱尔斯(Ari Juels)表示:“有人会伸手去按桌子下面某个地方的红色按钮，但你实际上可以在区块链上做类似的事情。”

你可以用智能合约借钱，然后用它做任何你想做的事。通常，它用于套利，在这里您可以买卖代币获利。然后，你偿还贷款，所有这些都包含在一个单一的交易中。“区块链的工作方式是，如果你没能偿还贷款，整个交易就会中止，”Juels说，“这意味着就好像你一开始就没借过钱一样。”

工作证明、权益证明和其他形式的“共识”

现在，让我们揭开更多的面纱:为了保持任何加密货币系统的运行，必须有一种方法将新货币发布到网络中，同时要有一种方法来维护公共账簿，以跟踪所有新货币的来源和去向。

但由于这些加密货币都是点对点的，因此没有一个实体像传统银行那样做所有这些事情。相反，运行系统的责任落在了整个参与者网络上，这就是为什么他们必须就交易是有效还是无效达成某种形式的共识。在区块链上进行的每个事务都需要验证。一批交易组成一个块，几个块组成一个链。

“区块链为你提供了一种不同的信任模式，”Juels说。“规则定义得非常好，事务可以以严格的、程序化的方式执行。”

不同的加密货币使用多种方法来完成这两个标准任务。工作证明是大多数加密货币使用的过程，包括比特币和以太坊。虽然所有用户最终都可以检查交易是否良好，但只能选出一个用户领导验证，将交易添加到区块链，并获得奖励。这些奖励是新货币进入系统的方式。这种操作也被称为挖矿。但首先，被称为矿工的用户必须互相竞争来解决一个密码难题，这个难题的难度与试图解决该难题的人数成正比。这个谜题是由一种算法创造的。解决它的唯一方法是尝试许多不同的数字，而强大的计算机或处理器可以更快地尝试更多的数字，所以更有可能得到正确的答案。

使用比特币，系统中的比特币数量是有限的(2100万枚)，挖矿的奖励会随着时间的推移而减少，尽管挖矿者仍然受到激励，因为他们可以获得交易的一部分作为费用。“比特币的理想目标是每个CPU投一票。这最终被颠覆了，”Juels说。“人们正在使用专门的采矿硬件来参与这个系统。”随着比特币挖矿活动的升温，人们开发并烧毁了专门的硬件，消耗了大量的电力，产生了大量的垃圾。

Juels指出:“工作量证明仍然按照最初的原则发挥作用，即需要投入资源才能参与系统的开采。”

与此同时，在权益证明系统中，你需要付费才能玩游戏，并且必须将代币作为参与的一种资源投资，就像投入一笔保证金，一旦你添加到区块链的交易得到网络的批准，你就可以得到这笔保证金。系统随机选择一个在线的参与者，他们可以验证交易并获得奖励。因为它不需要解决谜题，理论上，它应该消耗更少的能量。

“在比特币中，你对系统的参与与你所做的计算量成正比，”Juels说。“在权益证明系统中，它与你在系统中持有的加密货币数量成正比。”

他补充道:“通常(工作量证明和权益证明)系统的工作方式是，创建下一个区块的权利是随机决定的，就像一种彩票，你中彩票的机会与你的资源成比例。”

虽然以太坊表示，它正在向权益证明系统过渡，但这一转变尚未发生。现有的使用权益证明的加密货币项目有自己的变体。例如，Cardano使用一个名为“衔尾蛇”的权益证明系统，该系统包含权益委托和权益池。Solana是一个区块链，你也可以在上面构建智能合约程序和其他去中心化的应用程序，它将权益证明与另一种名为历史证明的共识算法结合在一起，在交易中加入时间戳记。

尽管股权证明更快、更节能，但许多专家对其稳定性和进入壁垒表示担忧。“在比特币领域，原则上，你可以用笔记本电脑开始挖矿。你不会做得很好，但你可以在没有任何类型的资源投资的情况下加入这个系统，”Juels说。“在这些权益证明系统的情况下，你需要购买一些货币来参与，或者在协议一开始就被分配货币。有些人反对为了参与游戏而获得货币，但这是必须的。”

另外，一个名为XRP账本的加密货币项目使用了一种共识协议，而不像权益证明或工作证明那样几乎是民主的，但验证者不会获得任何奖励。

存储证据来呢?

还有一个概念需要了解。存储证明(也称为空间证明)是在网络中提交大量存储空间的地方。“我们最初的想法是数字保存——我们想要记录所有的东西，这样至少我们可以将磁盘空间用于好的目的。事实证明，它并没有我们想象的那么重要。”克里斯汀说。“数字保存是有必要的，但它不会像货币那样迅速扩大规模。”Juels提出，这些系统可能对存储来自nft的数据很有用。一个测试这个概念的项目是Filecoin。

最终，尽管获得了贝宝、万事达和Robinhood等大型金融平台的支持，但加密货币的未来仍然不确定，即将到来的联邦监管可能会极大地重塑社区和生态系统。比特币等货币的价值仍然不稳定，是高风险投资。无论加密货币的下一章走向何方，毫无疑问，新一波技术的流行已经迫使大型金融机构在人们如何与货币互动，以及如何使用货币与他人互动方面进化了他们的想法。