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比特币是一个分散的电子现金系统，由中本聪设计开发（一些人认为这是个虚构的名字，而从2011年4月开始，就再也没听到过他的消息了。）。比特币的设计最初出现在2008年10月的一篇中本聪本人发表的论文中，之后一项开源项目在Sourceforge网站上注册。源生数据模块在2009年1月3日被制造出来，另外，此项目于2009年1月11日被宣布在Cryptography网站的邮寄名单上。

比特币自发明以来，在媒体界获得了令人不可思议的流行和广泛关注。截止本文发表，有约700万比特币在流通；每天大约有200万至500万美金的比特币交易发生；全球约有18家比特币交易所提供兑换服务，涉及多种真实货币，（例如欧元、美元、加元、英镑、兹罗提、日元、港币、克朗、澳元、瑞士法郎等等）。比特币汇率变化很大，尽管在本文发表时为1比特币换5美金，之前曾一度达到每比特币30美金之高。

尽管有一些悲观主义者对比特币持批评和怀疑的态度，但不可否认的是，比特币从被发明创造至今获得了巨大的成功。在安全和加密领域，数字货币或是电子货币的创意并不新鲜。早在1982年，Chaum就在其具有开创性的论文中概述了关于匿名电子货币设计方案的蓝图。从那时起，已发表了数以百计的学术论文试图改善例如电子货币构造的效率和安全的问题。

一个有趣的问题自然产生了：尽管电子货币的研究经历了30年，但其发展方案一直未能起步。那么，为什么比特币，这样一个其设计与实现可能由一个不曾闻名的人独自完成，没有繁复的加密，也绝对不是完美的系统却能够迅速崛起并获得成功？展望未来，人们同样也想知道：比特币是否具备成为一种长期稳定货币的特质，亦或只是一个短暂流行的现象呢？

通过对比特币的深入调查，我们发现，尽管比特币没有使用繁复的加密，但是它的设计实际上反映了令人惊异的独创性和精密性。更为重要的是，它最为迅速有效地解决了激励问题。

比特币是基于P2P网络层面，通过网络将数据传播到每个节点。传播的对象分为两类：交易和模块。两个目标类型都由一组目标数据表达，并通过网络传播到所有节点。交易是货币组合、分隔和汇出的操作。模块则记录经审查的有效交易。

比特币系统的一个主要特点是交易的投入和产出不需要一个固定的格式，但是需要使用一种灵活的堆栈式的脚本语言。我们注意到交易规则不是以用户来命名，而是用匿名的公开秘钥。用户可以按其希望任意数量地去自由创造。

不论是偶然或是有意为之，目前参数化的比特币系统使得货币有着极度通货紧缩的特征。目前，货币由验证人（例如，数字模块创造者或者"矿工"）来铸造，以激励保持比特币生态系统的运转。但是，铸造过程随时可能会逐渐过期，然后造成货币总量达到上限。更进一步，密钥被遗忘或者摧毁的比特币（这里称作"僵尸货币"）永远不能被取代，这导致了货币基础的进一步萎缩。从长远的情况来看，在2100万的比特币最大总量中，已经铸造出了700万，其中已有数以万计的比特币被报道成为了僵尸货币。除了已被广泛讨论的经济方面考虑以外，像比特币这样的分散系统里的潜在持续紧缩特性关于安全方面的顾虑也不应该被忽略。

由于比特币是众所周知的（未赎回交易输出的形式），拥有相关私钥使得用户能够使用比特币。盗窃或损失的私钥，或是伪造签名，等同于损失现金。有报道的对比特币的恶意软件攻击而导致私钥被窃的事件正在增多。在线钱包服务网站mybitcoin.com最近由于恶意软件损失了用户的130万美元的比特币。

除了恶意软件，系统故障或人为错误也可能导致储存了使用比特币所要的私钥账户的意外损失，进而导致比特币的损失（成为人们所说的"僵尸货币"）。例如，第三大比特币交易所bitomat最近由于私人账户文件的丢失而损失了价值200000美元的比特币（以当时的汇率计算）。后经调查，此次事件是人为错误导致的，因为开发人员将账户存储在了非永久性的云存储中。

比特币的顺利操作依赖于对交易和数据模块及时的传递。"预印本"表明，为了争夺同一份报酬验证人具有扣留必要信息传递的动机。然而，由于交易者有尽可能快速和广泛传播数据的动机，不但扣留是徒劳的，而且经济利益也会通过促进规避行为来阻止这种行为。

如前所述，比特币钱包软件在安装中获取整个比特币数据模块链，同时，所有新的交易和数据模块（理论上）会传播到全部的节点。当接收到数据模块和交易信息时，比特币节点加密式地验证所有信息的真实性。显然，这种方法从长期来看，在网络带宽和计算开销与加密交易验证方面都引入了可扩展性问题。可扩展性问题也广泛存在与智能手机（带宽限制）、可计算能力以及电池供应上。

可扩展性问题可以用一个基于订阅的过滤服务来解决。回想一下，比特币节点大致可以分为两类：验证人和客户。审核员创造新的数据模块，并因此制造了新的货币。验证人大多是有充足的计算和带宽资源的节点，通常是台式电脑。相反地，客户则是不积极铸造新币的比特币节点，比如智能手机。虽然验证人有接收所有交易（以获得交易费）的动机，但客户可能并不关心。尤其客户使用比特币所需要的只是接收用于支付公共密钥的交易信息。

我们提供了一个初级但广泛的比特币"类加密货币"现象的研究，该货币的受关注程度程度远远超过了过去数十年所研究的电子现金系统。比特币的吸引力在于它的简单性、灵活性和分散性，容易操作但很难受到破坏。本文以批判的眼观对这一新奇事物做了研究，力图评估其优势并暴露其缺陷，并提出解决方案和研究方向。本文最后得出的结论稍显微妙：尽管该实例（比特币）被有限的参数所削弱，但一旦处理得当，核心设计可以有效地支撑这个分散的货币体系。

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