13年前的今天丨中本聪发布比特币白皮书

13 年前的今天，一份研究论文——《 比特币：一种点对点电子现金系统 》——正式发布，详细介绍了第一个分布式、不可审查的电子数字现金系统的工程和设计要求。比特币白皮书带来了一种解决长期以来寻求建立数字现金的所有尝试中所面临的双重支出（双花）问题的解决方案。

然而，与普遍看法相反，中本聪发明的比特币并不是一个首创的结构。对数字现金的探索早在比特币白皮书发布之前的很多年就已经开始，而更准确地讲，比特币是为数十年研发的结晶。中本聪出色地应用了一些调整并将其全部混合在一起，以设计比特币网络及其共识协议。

比特币奇妙地将数字签名、工作证明、公钥密码学、哈希函数、时间戳、区块奖励、交易费用、挖矿难度调整、默克尔树以及由独立节点运行的点对点网络概念结合在一起。这种独特的结构使双重支出问题得以解决，并出现了有史以来最健全的货币形式。

这些作品中的每一个都建立在先前的知识之上。白皮书引用了八个这样的先前发展成果，体现了中本聪这位化名发明者如何达到创建比特币的要求。

构成比特币的各个拼图

比特币的第一个参考文献是《 b-money ‌》，在这里，戴维探讨了在没有政府和受信任实体的情况下如何进行合作。

“一个社区是由其参与者的合作定义的，有效的合作需要一种交换媒介（金钱）和一种执行合同的方式，”戴维写道。 “传统上，这些服务是由政府或政府资助的机构提供的，并且只提供给法律实体。在这篇文章中，我描述了一个协议，通过该协议，这些服务可以提供给无法追踪的实体。”

该论文的三个后续参考文献都是关于时间戳的，它是比特币网络功能及其有序的区块历史的核心，对于帮助解决双花问题至关重要。此外，时间戳证明了特定时间数据的存在。

第二个参考文献是H. Massias, X.S. Avila, 和J.-J. Quisquater编写的《 设计具有最低信任要求的安全时间戳服务 ‌》。这一篇同样探讨了如何减少系统信任需求的论文。

作者写道：“我们将‘数字时间戳’定义为一种数字证书，旨在确保在特定时间存在通用数字文档。时间戳技术有两大类：一种是与受信任的第三方合作，另一种是基于分布式信任概念的。基于可信方的技术依赖于负责发布时间戳的实体的公正性。基于分布式信任的技术包括使文件注明日期并由一大群人签名，以说服验证者我们不可能破坏所有文件的真实性。”

《 如何为数字文档添加时间戳 ‌》是比特币白皮书的第三篇参考文献，其中 S. Haber 和 W.S. Stornetta 提出了一种技术，可以使文档回溯或提前日期变得不可行。比特币利用链接哈希数据的想法使篡改记录同时不留下明显迹象变得不切实际。

这两位作者在第四篇参考文献《 提高数字时间戳的效率和可靠性 ‌》中再次被引用，他们在其中探索了一种“实现每个时间戳事件获得的宣传指数增长，同时减少必需的存储和计算”的方法。 ” 默克尔树也是比特币如何在区块中存储交易数据并允许通过验证节点进行快速支付和区块验证的核心。

根据对 Haber 和 Stornetta 的最新引用，中本聪利用“ 位字符串的安全名称 ‌”将哈希函数与 Merkle 树相结合，从而更容易进行完整性验证。

亚当·巴克（Adam Back） 的《 Hashcash - 一种拒绝服务（DoS）对策 ‌》也被中本聪在白皮书中引用，并被用来实施比特币的工作量证明（PoW）系统 ——这是比特币共识模型的核心，并负责实现比特币以一种去中心化和自由市场的方式进行挖矿。 PoW 还允许在记录交易时无需人工协调，以及无需信任来达成共识。简而言之，没有 PoW，就不会有比特币。

R.C. Merkle的《 公钥密码系统协议 ‌》探索了公钥分发方案和数字签名协议，指出这是“从中央来源广播经过验证的消息的理想方法，必须由许多不同的接收者确认。”

数字签名使比特币用户能够证明交易输出的所有权并以匿名方式使用它，同时允许对等方快速验证此类声明的有效性。比特币目前使用 ECDSA 并允许用户在与协议交互时不透露他们的身份（私钥）。比特币的下一次重大升级将添加 Schnorr 签名，进一步提高比特币在这方面的能力。

最后但并非最不重要的一点是，中本聪引用了威廉·费勒 (William Feller) 的《 概率论及其应用简介 ‌》。这位比特币的匿名创造者利用数学知识来计算攻击者成功与诚实链展开竞争的概率——这是双花问题的核心问题。

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