中本聪的新发明：数字稀缺性

本文主要是介绍中本聪的新发明：数字稀缺性，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

号外：教链内参11.4《牛市很快要到来》

前几天有读者给教链留言，询问比特币所谓2100万枚的发行量上限是真的吗？如果没有一个中央权威机构监督和审计，如何保证这个数字是正确的而且不会被改变的呢？

这是一个很好的问题。也是彻底理解比特币的最后一个问题。或者是理解比特币的两个关键问题的其中一个问题。相比于另一个关键问题即通过非对称密码学技术来实现自己的私钥控制自己的比特币这个问题，这个2100万枚发行量上限的问题是更难理解的一个问题。当年教链研究学习比特币，疑惑最大的也是这个问题，也是到了最后才搞懂的一个问题。

关于这个问题，教链此前也写过一些文章来介绍，比如2020.12.5文章《为什么比特币最多只会有2100万枚？》，2023.1.3文章《比特币黄皮书》，2023.1.24《摩根大通CEO吉米·戴蒙质疑比特币2100万枚上限的道理和错误》，等等。但是今天，教链还想再花一点儿篇幅，换个角度再谈一下这个问题。

2100万是一个数字。这个数字的意义是什么？其意义并不在于它是2100万，而是在于它是一个固定不变的数字，是一个上限。是2100，或者21亿，只要是固定不变的，都是一样的意义（当然，至于为何是2100万，在计算机容量的角度另有其工程原因，此处不述）。那么这个意义就在于当总量存在上限，这就存在着一种稀缺性（当然，更严谨的说法应该是，增量和存量的相对变动衡量了一种稀缺物的稀缺度，此处不作展开）。就像全球黄金储量是有一个上限的，或者全球石油储量是有一个上限的，于是黄金或者石油就存在稀缺性。

当人类还没有进入信息时代，或者数字时代之前，我们身边所有的稀缺性都是自然的，是天然的，是物质的，是原子构成的。比如黄金的稀缺性，本质上在于金原子的稀缺性，不可制造，不可再生。又比如石油的稀缺性，也在于其碳氢原子的独特化合物的稀缺性，乃亿万年形成，对人类历史的一瞬间而言也近乎不可再生。

当我们步入信息时代、数字时代，在计算机里，在网络世界、数字世界里，是可以轻易地、近乎无限复制的0和1，即比特。比特就是0和1。0和1就是比特。主播用手机拍了一段短视频，它可以瞬间变成千万甚至数亿份拷贝数据流，流动到数亿台手机里，透过屏幕进入亿万观众的眼睛里。或者像我的文章，当它发出后，编码这些文字的0和1就会被瞬间复制成千上万份，比特流被发送到各位读者的手机里，在屏幕上显示出来，进入大家的眼睛和脑海。

原子只能被移动，不能被复制，天然稀缺。比特只能被复制，不能被移动，天然反稀缺。

由于原子只能被移动、不能被复制的天然特性，那么利用原子来实现稀缺性就是自然而然的：无论如何，人类目前的科技水平，无法把一个金原子凭空变成两个，那么，一根由金原子组成的金条放在这里，就只能被人类搬来搬去，却任凭神通也无法把每个金原子变成两个，把一根金条变成两根包含等量金原子的金条。

但是在比特组成的数字世界里，一直以来，人们是没办法实现“天然”的稀缺性的。在比特币被发明之前，人们只能通过“人为”的办法，来模拟一种虚构的稀缺性：通过树立一个中央权威或中心化平台，让它来记录、管理和监督一堆数字的变化，确保一个人的增加和另一个人的减少是相等的，从而保证总量不变。

直到2007-2008年，中本聪发明了比特币，人类有史以来第一次成功实现了“天然”的数字稀缺性。

和物质稀缺性植根于原子的天然稀缺特性中截然不同，非常反直觉地，数字稀缺性竟是建立在比特的天然反稀缺特性之上。

恰恰是由于比特可以被轻松复制和传输，比特币把记录交易历史的账本数据全世界发送给成千上万的所谓全节点，这些由分散在世界各地的彼此独立的人所掌握和运行的计算机，通过同样的验证算法，来验证传输过来的数据是否有不符合既定规则的错误或者作弊之处，其中尤为重要的，就是比特币的发行量和发行速度是否符合中本聪最初的规则定义：

第一个区块，发行50个BTC（其实是50亿聪），每经过21万个区块（约4年左右），发行量减半，直至减少为0聪（整数最小为0）。使用等比级数求和公式可以算出，总量约为2100万枚BTC（其实是2,099,999,997,690,000聪）。

你可能会想，为啥节点们都会乖乖遵守中本聪当初定下这个规则呢？让我们设想某个节点它故意作弊。比如就说当下吧，2023年11月份，按规则规定，每个区块只能产出6.25个BTC给生成区块的节点（称为“矿工”，类比于黄金的采矿）。可是这个节点偏要在区块也就是账本上写上，发行50个BTC给我自己，美滋滋。但是当它把这个区块通过网络昭告天下之后，所有收到区块的其他节点都会按照中本聪的规则来检查和验证这个数据。其他节点一看，呵呵，这家伙还想给自己多发钱，数据错误，无效区块，丢弃。这个作弊的数据就被别人丢弃掉了，作弊节点什么好处也没捞到。

那么如果该节点特别高尚，只发行1个BTC给自己行不行？行，其他未提取产量视同销毁。恰恰我们需要相信大多数人是逐利且追求收益最大化的：能挖6.25个BTC，就绝不会只挖6.24个。也就是说，我们要相信人性的“贪婪”。

同时我们还要相信人性的“嫉妒”。唯有如此，每个人才会严防死守，死死盯住其他人的贪婪，决不允许任何人突破规则，超常规产出BTC。正如我们上面所描述的。

如果一个人把发行的BTC奖励给别人可以吗？答案是可以的。节点可以在产出BTC的时候指定任意接收地址。而这一点其他节点则完全不会去约束。也就是说，你爱给谁给谁。只不过，我们还要相信人性的“自私自利”，大部分矿工应该都会选择给到自己。

所以我们可以看到，比特币最好玩的地方就在于，它把系统的良好运转建立在真实的人性，即“自私”、“贪婪”和“嫉妒”的基础上，而不是建立在乌托邦的假设和美德，即高尚、无私、诚信的基础上。

恰恰相反，如果人类变得高尚无私起来，那么节点都不求所得，只产出区块提供记账服务，却不愿意发行BTC奖励给自己，那么BTC就永远都产生不出来了。

中本聪是一个高手。他灵活驾驭人性之恶，以之为燃料，驱动了比特币系统的运转，产生了共同生产、按劳分配的公平、正义。

但是到此，我们还没有挖到数字稀缺性的根源。上述对人性的驾驭和利用而产生的公平正义的分配系统，只是杜绝“人为”破坏数字稀缺性的必要辅助工作，但是并不能仅从这些里面产生数字稀缺性。（有人可能会问，减半的算式已经计算出数学上2100万枚的总量上限了，这不已经是数字稀缺性了吗？很遗憾并不是。能否真正理解这个问题，决定了你能否辨别和区分比特币的稀缺性和模因币的总量恒定。）

为了让比特币的发行真正变得“稀缺”，中本聪运用了另外一个重要的方法：让比特币的产出也就是发行，和外部世界的能量消耗挂钩起来。只要宇宙的能量还是有限的，只要人类运用宇宙能量的能力还是有限的，这种有限性就会成为比特币产出的终极约束。用货币价值理论的话说就是，比特币以能量为锚。

这个方法就是著名的工作量证明（PoW, Proof of Work）：利用了计算机计算哈希的逆运算需要消耗大量电能，而且逆运算的结果无法伪造并极其容易被任何人自由验证正确与否的特点，要求上文介绍的任何一个有志于产生区块、产出BTC的节点，都要耗费算力进行这样的计算，付出所谓的“工作量”，其实是计算量，来找到正确的逆哈希运算问题的答案。

这个答案的形式就是一个数字。

任何一个找出答案、产出BTC的节点，都要把题目、答案以及产出BTC的数量写在区块数据里发送到网络上，其他节点会验证：题目对不对？不对，无效数据，丢弃。答案对不对？不对，丢弃。产出BTC的数量对不对？不对，丢弃。以上都对，再进行区块中交易数据的验证等其他七七八八的验证，完全正确之后，视为有效，纳入到本节点当前复制保存的有效区块链中。

上面，逆哈希运算题目和BTC产出数量类似，也是由一套规则确定，而不是由一个中央权威或者中心化平台来告知所有人的。这套规则，就是低调隐秘、不为人所熟知的难度调节算法。对于这个技术问题，本文就不再展开了。

曾有不少人，特别是计算机专业人士，表示比特币没啥新技术，中本聪没有发明什么新东西。这么说，汽车也就是发动机、变速箱、汽油、钢铁、玻璃的组合体而已。中本聪巧妙运用各种密码学技术，并结合了热力学原理，驾驭了人性之恶，发明了一项划时代的东西：数字稀缺性。

前无古人，后无来者。