深层：比特币便是时钟（下）_数据来源

深层：比特币便是时钟（下）

干货知识 | 比特币便是时钟（上）

极端化一点，整个世界只不过便是一张人脉关系罢了。

——Tim Berners-Lee，《编织万维网》（1999）

仿冒日期是一个广泛难题，并不仅存有于数据全球。比如，在抢劫案中，绑匪就必须一种方法来确认绑架产生的時间。

- 時间证明 -

这一方式往往行得通，是由于报刊难以仿冒，并且便于认证。因为报刊头版头条报导的全是前一天的事情，绑匪是不太可能提早预料头版新闻、并提早几个星期就仿冒好人质事件相片的。因而，相片中人质事件手执的报刊的发售日期便是人质事件健在的证明。

这一方式突显了一个关键定义：因果关系。時间箭头符号体现了事情的因果关系。沒有因果关系，就不在乎時间。在赛博全球，哈希函数针对处理时间戳难题而言尤为重要，因为它引进了因果关系。要是没有某份文本文档，大家就没法转化成相匹配的密码算法哈希值，因而文本文档和哈希值中间存有因果关系：需先有数据信息，然后才可以转化成（该数据信息相匹配的）哈希值。换句话说，要是没有单边涵数的测算可逆性，赛博全球中就不容易存有因果关系。

- 先有 A，才有 B -

拥有因果关系，大家就可以建立出一连串一环扣一环的事情。因而，安全性的数据时间戳计划方案得认为本来不会有時间的数据全球铸就历史时间。

因果关系决策了事情的先后顺序。假如一个事情由以前的一些事情引起，而且引起了以后的一些事情，则该事情古代历史的部位得到明确，不容易再变更。

——Bayer，Haber，Stornetta (1992)

不容置疑的是，因果关系针对经济发展测算来讲尤为重要。由于帐簿实际上是好几个合作者中间经济发展测算的形象化，因果关系针对每一个帐簿来讲一样尤为重要。

大家必须一个能让全部参加者就唯一历史数据达成协议的系统软件 …… 大家明确提出的解决方法根据时间戳网络服务器。

—— 量子链（2009）

有意思的是，让比特币得到运行的全部部件实际上早就存有。早在 1991 年，Haber 和 Stornetta 就详细介绍了二种 “能够合理避免 时间戳作假” 的计划方案。一个是取决于可靠第三方的计划方案，另一个是更加繁杂的 “分布式系统信赖” 计划方案，不用取决于可靠第三方。俩位创作者乃至发觉了信赖事情因果关系链身后的原有难题，及其调用历史时间需要的标准。换句话说，“有可能取得成功做恶的唯一方式是，准备好一条充足长的时间戳链，长到连最猜疑最大的挑战者都猜疑不上的程度。”现如今，比特币也存有一个相近的进攻空间向量，即 51% 进攻（详细下一节）。

一年后，Bayer、Haber 和 Stornetta 在以前的研究基础上明确提出应用 “默克尔树”，并非简易的链表将全部事情相互连接。默克尔树是一种简易高效率的算法设计，能够依据好几个哈希值测算出一个明确的哈希值。从时间戳的视角看来，这代表着一单位时间能够容下好几个事情。此外，这三位创作者还建议对她们在 1991 年明确提出的分布式系统信赖实体模型开展改善，即，持续举行 “世界大赛公开赛” 来决策唯一的 “优胜者”，由优胜者在（相近报刊那样）公布的地区公布测算出的哈希值。听起来是否很了解？

我们可以看得出，报刊是一个极佳的事例，能使我们能够更好地思索時间的第二个特点：不可预见性。

時间并不是实际（hupostasis），只是一种定义（noêma）或数量单位（metron）……

—— 聪明人安提丰，《论真理》（公年三新世纪）

因果关系尽管很重要，可是还不够。时光流逝还离不了不可预见性。在物理学全球，大家仔细观察当然全过程来叙述时间的流逝。大家观查到熵是在持续提升的，并称作時间箭头符号。虽然在大部分状况下，自然法则看起来与時间箭头符号不相干，可是一些事儿事实上是无法撤销的。常言道，破镜难圆。

一样地，数据全球也必须增熵涵数来建立時间箭头符号。SHA256 哈希值和密码算法签字并不是肯定不能破译，但如同破镜难圆基本上不太可能和好如初，SHA256 和密码算法签字也基本上不能破译。

要是没有熵增，大家就可以随意变更时间戳。比如，斐波纳契数据的次序具有因果关系，但不具备熵增特性。在斐波纳契数列中，每一个数据全是由前2个数据求和获得的。因而，斐波纳契数列是一条因果关系链。可是，斐波纳契数列没法用于整点报时，因为它是彻底可预测分析的。这就如同说，绑匪不能用人质事件和日历的合照来证明人质事件还活着。我们不能应用可预测分析的物品做为時间证明，只有应用没法提早预测分析的事情，如，当日报刊的头版头条。

比特币的不可预见性是根据买卖和工作量证明完成的。如同没有人能预测分析明日的报刊会刊登什么內容，也没有人能预测分析下一个比特币区块链长什么样。你没法预测分析区块链中会装包什么买卖，由于你没法预知未来将有什么买卖被广播节目 。更关键的是，你没法预测分析谁会解除当今的工作量证明难点，及其得到的解是啥。

有别于报刊，工作量证明立即 与早已产生的事情联络起來。工作量证明不仅是事情的纪录，并且是事情自身。恰好是这类根据几率的立即联络免除了工作量证明的信赖要求。寻找合理工作量证明的唯一方式是作出很多猜想，每一次猜想都要花小量時间。每寻找一个解所必须的猜想频次是几率性的，进而组成比特币的時间链。

运用hach链的因果关系次序和工作量证明的不可预见性，比特币互联网出示了一种体制，能够建立无异议的事情历史时间。要是没有因果关系，大家就没法区别事情依次。要是没有不可预见性，因果关系次序就毫无价值。

有关上文提及的绑匪的作法，实际上 Bayer、Haber 和 Stornetta 早在 1992 年就得出了确立表述：“假如要明确某一文本文档是在某一時间以后建立的，该文本文档务必纪录早已产生但没法提早意料的事情。”

- 出版发行证明 -

恰好是因果关系和不可预见性的融合，大家才可以在本来沒有时间概念的数据全球中人为因素界定 “如今”。如同 Bayer、Haber 和 Stornetta 在 1991 年的毕业论文中强调：“要求时间戳的手机客户端的次序及其他们所递交的哈希值是没法预料的。因而，如果我们在签字资格证书中包括以前手机客户端要求编码序列的比特犬，就了解资格证书的时间戳晚于这种要求……资格证书中务必包含以前文本文档的比特犬这一规定还可以从另一个方位指出時间的依次，由于时间戳组织没法事先发售资格证书，除非是它有着此刻的要求。”

全部部件都在这儿了。量子链的高超之处取决于将这种部件统统组成到一起，进而免除对时间戳组织的要求。

缘故虽被藏于，結果却已了解。

—— 奥维德，《变形记》（公年 8 年）

使我们来归纳一下：要想在数据全球掏钱，大家务必借助帐簿。要想帐簿越来越靠谱，大家务必确立买卖次序。要想确立次序，大家务必应用时间戳。因而，如果我们要想在数据全球造就出免信赖贷币，大家务必清除一切建立并管理方法时间戳的实体线，及其承担记时的单一实体线。

超级天才如量子链找到解决方法：“为了更好地完成点到点的分布式系统时间戳网络服务器，大家必须应用工作量证明系统软件，类似 Adam Back 明确提出的hach现钱（Hashcash）。”

大家往往必须应用工作量证明系统软件，是由于大家必须数据全球原生态的物品。一旦你掌握数据世界的本质是信息化管理的，那麼不言而喻的是，测算便是大家有着的一切。假如这个世界是由数据信息构成的，便会存有数据信息控制。

工作量证明是一种点到点体制，因为它不用信赖。工作量证明往往具有免信赖性，是由于它与全部外界键入（如，时钟或报刊）阻隔。它只取决于一样物品：测算离不了工作量的资金投入。在这个世界里，造成工作量必须资金投入电力能源和時间。

我明白我已鬼迷心窍。

大家跑过河 —— 熊熊燃烧的桥 ——

火苗在背后席卷，

大家立在死亡边缘，

親愛的的，彼此正与世界为敌。

—— Kate Bush，《燃烧的桥》（1985）

要是没有工作量证明，大家必定会碰到信息内容键入体制难题，由于物理学全球和信息内容全球始终有芥蒂。牧羊总数羊时在目录上做的标识并并不是真实的羊，地形图不可以与真实的国土一概而论，报刊上的新闻报道也不一定是真正产生的事情。同样，即便你应用现实世界的时钟来建立时间戳，也并不意味着具体时间就是这般。

挑明而言，我们无法坚信数据信息意味着了实际，除非是是数据信息自身所原有的实际。比特币的难度系数可调整型工作量证明的高超之处取决于，它造就了自身的实际，及其时间与空间。

工作量证明可以将数据全球和物理学全球立即联络起來。仅有这类联接是以防信赖方法创建的。其他一切都取决于外界键入。

比特币的出块难度系数是会调节的，进而保持比特币時间与人类时间中间的联络。如同发条一样，每挖到 2016 个区块链，比特币系统软件便会再次调节挖币难度系数。难度系数调节致力于将均值出块时间操纵在 10 分鐘，进而在物理学全球和信息内容世界之间创建平稳的联络。因而，比特币时钟的机械表误差必须依据人类的时间认知再次调节。单纯根据时钟的难度系数调节不是行得通的，由于这会将比特币与人类世界彻底隔断。难度系数调节的目地便是避免 大家的出块速率太快（或很慢）。

如同牛顿告知大家的那般，時间并不是肯定的。没什么说白了的宇宙空间時间。时间相对性的，双向性并不会有。光凭这一客观事实，全部时间戳（尤其是超越了漫长室内空间的）实质上全是不靠谱的，即便参加者中间不会有对立面也是这般。（顺便一提，这就是为何 GPS 通讯卫星的时间戳务必持续调节。）

针对比特币而言，人们时间戳并不精准这一客观事实并不是很重要。一开始就沒有肯定的参考系都不关键。时间戳的精准水平只需让以 2016 个区块链为数量测算得到的出块时间充足靠谱，就可以。为了更好地确保这一点，仅有在达到下列2个规范的状况下，一个区块链的 “物理学全球” 时间戳才会被接纳：

该时间戳务必超过以前 11 个区块链的时间戳中位值。

该时间戳务必低于互联网调整时间加两小时。（“互联网调整时间” 便是与你联接的全部连接点回到的时间戳的中位值。）

换句话说，难度系数调节便是维持時间稳定，并非 安全系数、难度系数或电力能源使用量稳定。该设计方案极具原创性，由于劣币 务必 具有很高的经济成本，并非电力能源成本费。假如贷币只与电力能源关系，并不能造成肯定的稀缺资源，由于一旦电力能源生产工艺拥有改善，大家就能造就出大量贷币。时间唯一一个没法再造的物品。如同 Julian Simon 所言，时间最终資源。正是如此，比特币变成贷币的终极形态，由于比特币的投放量与宇宙空间的最终資源（時间）立即有关。

难度系数调节尤为重要。要是没有难度系数调节，伴随着愈来愈多挖矿添加互联网，或挖矿机高效率提升，比特币的內部时钟便会越走越来越快。大家迅速便会碰到融洽难题。一旦出块时间降至某一阀值（如 50 ms）下列，系统软件就没法对某一共享资源情况达成协议，即便在理论上也是这般。光从地球上的一侧抵达另一侧必须大概 66 ms。因而，即便大家的电脑上和无线路由器是极致的，大家也会无计可施：应对2个事情，将没法肯定其顺序。如果我们不对比特币的出块时间开展规律性调节，便会陷入困境 —— 务必以超越光速的速率处理融洽难题。時间也是造成 密码算法多变性难题的根本原因（详细第一章）。密码算法往往能充分发挥，是由于运用了時间的不可逆性：修建一道密码算法墙面只必须一瞬间，摆脱它却必须好长时间，除非是您有密匙。

因而，从某种程度上而言，工作量证明及其难度系数调节全是在人为因素减慢時间，最少从比特币互联网的视角看来是那样。换句话说，比特币是在强制操纵內部节奏感，根据低頻率为对等连接点中间的通讯延迟时间出示充裕的缓存室内空间。每挖到 2016 个区块链，比特币的內部时钟都是会再次调节。因而，均值每 10 分鐘总是挖到一个合理区块链。

从外界视角看来，比特币便是将在全世界广播节目的多线程信息集中化到一个平行世界中。这一平行世界有自身的标准，及其时空观。从比特币互联网的视角看来，买卖池中的买卖是没有时间特性的。仅有被装包进合理区块链的买卖才会被授予時间：该交易中心在区块链的序号。

- BitCoin v0.01 ALPHA (2009) -

这一解决方法之精妙早已无以言表。一旦你可以自主界定時间，就可以轻轻松松鉴别事情的顺序。因而，大家还可以易如反掌地在发生什么事、依照哪些次序，及其谁欠谁哪些等难题上达成协议。

难度系数调节能够保证 比特币的內部校音搞出的球拍是稳定的。它是比特币这支合唱团的指引，能够让歌曲永保新鲜。

可是，为何觉得，“工作量” 是一个最后非常值得依靠的物品呢？回答有三重。最先，由于测算必须资金投入工作量；造成工作量必须花销时间；而在大家这儿，工作中 —— 猜想随机数字 —— 是没法投机取巧的。

时间无节制地长出岔路，通向无数将来。

——博尔赫斯，《小径分叉的花园》（1958）

为比特币区块寻找合理的 nonce 便是一场竞彩游戏，类似掷骰子、抛硬币或转盘。实质上，你是在找寻一个庞大的数字。每一次猜想都不容易使你更贴近回答。要不猜到，要不重新来过。

每一次你抛硬币，抛中正反两面的几率全是 50% —— 就算你以前抛了 20 次，每次全是正脸朝上。一样地，在比特币挖币全过程中，每一秒发生一个合理区块的几率全是 0.16% 上下。上一区块是什么时候寻找的并不重要。寻找下一个区块以前必须等候的时间始终都一样：10 分鐘上下。

因而，比特币时钟的每一次 “嘀哒” 全是不能预测分析的。对比大家人们应用的时钟，比特币时钟好像是不光滑且不精确的。如同 Gregory Trubet­skoy 所言：“这一时钟是不是精确并不重要。关键的是，每一个人的时钟都同样，而且成条链的情况与时钟的机械表误差确立关系。”尽管比特币的时钟是根据几率的，但它并不是一种出现幻觉。

时间是一种出现幻觉。午饭时间特别是在这般。

—— 道格拉斯•拉塞尔，《银河系漫游指南》（1979）

殊不知，在比特币系统软件中，“如今” 肯定是一种出现幻觉。因为互联网中沒有中央机构，很有可能会出现怪异的状况发生。尽管不大可能，可是万一有两人另外寻找合理区块呢？（再度向全部科学家道歉。）换句话说，2个不一样部位的时钟另外嘀哒了一声。这两个区块的內容很可能不一样。他们虽包括不一样的历史时间，但都一样合理。

这就是说白了的链瓦解（chain split），是中本聪的共识在运作中顺理成章会发生的一种情况。如同迁移中的鸟群，一会儿分为多列，一会儿合在一起。历经一段时间以后，比特币互联网中的连接点最后会产生一个共享资源的历史时间，这归功于猜想所产生的几率性。

中本聪的共识仅仅简易地规定，恰当的历史时间在最大的链（即，包括数最多工作量证实的链）上。因而，如果我们有 A 和 B 2个历史时间，有一些挖矿会在 A 上继写历史时间，有一些挖矿会在 B 上继写历史时间。一旦某一方的挖矿找到下一个合理区块，另一方的挖矿便会接纳自身是在不正确的在历史上挖币，并转为最大的链（依据界定，便是意味着具体产生的事情的链）。在比特币中，历史时间是由胜者撰写的。

收款方必须有直接证据可以证实，每单买卖产生时，绝大部分连接点认可他们最开始收到了该买卖……当同一笔买卖存有好几个付款目标时，只有一个是合理的。收款方务必等候一小时上下，随后才可以坚信这一买卖是合理的。到时候，互联网就能处理一切有可能产生的多种花销比赛。

上边段话解开了分布式系统融洽难题的密秘。中本聪便是根据这类方法解决了上文提及的 “另外支付” 难题，并且是一劳永逸地。让量子论撞鬼去吧！

因为比特币时钟具备几率性，“如今”（大家称作链顶部）始终是不确定性的。以往（链顶部下列的区块）始终是明确的。

若要了解得更深层次，大家务必上溯更早的时间。

——Gordon Clark，《从基督教的角度理解人与物》（1951）

因而，针对一些对等连接点而言，比特币时钟有时候会后退一两下。假如你的链顶部（如今）正好败给了另一个链顶部，你的时钟便会先后退再前行，遮盖你原来认为恰当的历史时间。假如你的时钟具备几率性，你对历史时间的记忆力也迫不得已这般。

嘀嗒嘀嗒 —— 现在几点了？

嘀嗒嘀嗒…… 停在了c619。

简直那样吗？是否会慢了？

管它准禁止：8 在 9 前没错。

这一钟禁止，有时候倒着走。

按时才有鬼，去中心化坚决杜绝！

这一钟在嘀哒，嘀哒复嘀哒，

使坏也没益处，嘀哒到下一个区块。

——一首有关比特币和时间的诗歌（2020）

时间仍然是物理较大的迷题之一，乃至造成了大家对物理自身界定的提出质疑。

——Jorge Cham 和 Daniel Whiteson，《我们一无所知：通往未知宇宙的指南》（2017）

跟踪信息内容全球的事情就代表着跟踪一系列事情，因而必须跟踪时间。跟踪时间必须就 “如今（始终联接以往和未来的时间点）” 达成协议。在比特币系统软件中，“如今” 是最大工作量证实链的节点。

针对时间构造而言，最重要的2个构成部分是：逻辑关系和不能预测分析事情。逻辑关系用于界定以往，不能预测分析事情用于搭建将来。假如事情次序是可预测分析的，就会有很有可能绕过。假如每一个事情中间沒有联络，要更改以往就非常容易。因为比特币系统软件界定了內部时间，造假难度系数极高。假如有些人想造假，务必改变以往或预知未来。比特币的时间链能够合理避免 这两个方面。

假如从时间视角来对待比特币，大家就应当清晰，“区块链（根据逻辑关系将好几个事情相互连接的算法设计）”并不是关键自主创新，乃至不是什么新念头。只需科学研究过先人有关时间戳的参考文献，大家就能发觉这一点。

区块链，就仅仅数据信息块构成的传动链条罢了。

—— Peter Todd

中本聪的自主创新之处取决于，多方怎样在沒有去中心化融洽的状况下单独就事情历史时间达成协议。中本聪找到一种完成区块链技术时间戳体制的方式。该体制 （a）不依赖于时间戳组织或网络服务器，（b）不用报刊或其他一切物理学媒体做为直接证据，（c）能够保证 机械表误差节奏感基本上不会改变，即便是在 CPU 时钟时间迅速的环境中运行也是这般。

记时必须 逻辑关系、不可预见性 和灵活性。在比特币中，逻辑关系由单边涵数出示，即，坐落于比特币协议书关键的密码算法哈希函数和电子签名。不可预见性是根据工作量证实难点和连接点互动完成的：你没法提早预料其他连接点在干嘛，你也没法提早预料工作量证实难点的解。灵活性是根据难度系数调节完成的，窍门便是将比特币时间与人们时间联络起來。仅有将物理学全球和信息内容全球相互连接，大家才可以只取决于数据信息在时间上达成协议。

比特币是时间不只反映在一方面。比特币的最小单位 satoshi 是时间，因为它是贷币；比特币的互联网也是时间，因为它是一个区块链技术时钟。恰好是由于比特币时钟不辞劳苦地旋转，比特币才可以具有这种奇妙的特点。不然，全部比特币系统软件便会土崩瓦解。也正是如此，这一巧夺天工一样的互联网技术贷币才可以造福任何人。

（完）

全文连接:

https://www.swanbitcoin.com/bitcoin-is-time/

创作者:  Gigi

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