英文原文：Bitcoin eternal struggle 比特币时报：第二期

翻译：DeepL，Google Translate 校对： 李林

比特币靠谱。无论你怎么看这个奇怪的现象，它都靠谱且将继续下去，或者说它活着，我（和其他人）以前所争论过这个话题。即使世界上大部分地区都停摆了，比特币网络也会持续每10分钟左右产生一个有效的区块。

比特币这么靠谱是基于很多东西：博弈论、经济激励、密码学、巧妙的工程、网络层面的弹性，等等等等。杀死比特币很难。真的很难。杀死比特币就像杀死一个想法，一个停留在数十万热心人头脑中的想法。

首先，要在全球范围内关闭互联网是相当困难的；其次，比特币可以超越互联网。一切可以传输数据的东西都可以用来传输比特币交易，一切可以保存数据的东西都可以存储比特币区块链的副本。这只是一个账本；整个事情只是信息而已。

奇怪的是，比特币网络正体现着生命中无尽的斗争：与熵的斗争；在秩序和混乱的边缘的战斗。

为了理解这种混乱的斗争–比特币繁荣的原因–简单讨论以下概念：熵、随机性和信息。我希望能说服你，这些概念是相关的，它们在比特币持续的生存斗争中至关重要。让我们深入了解一下。

熵

在计算中，熵可以用来衡量一个数据源的随机性。在一般的密码学中，特别是在比特币中，一个好的熵源对保证你的安全至关重要。胡搞你的私钥（又称你的种子短语）的熵，你的比特币很快就会变成我的。

注意：这种意外的杯具只是一个比喻。你无需知道细节或者其他类似的杯具；只要记住应该不惜一切代价避免这种情况就够了。

熵是一个相当复杂的概念，但在一般情况下，它描述了事物的随机性或能把东西压缩到什么程度。

• 高熵：随机性。
• 低熵：有序性。

或按着沙奇-魏斯曼的说法：

• 高熵：难压缩
• 低熵：非常可压缩。

熵有复杂的公式和相当多的不明确的定义。这个概念在经典热力学、统计热力学、量子统计物理学、秩序和无序、生命、天体物理学等方面都有应用。它也是不可逆转性的一个衡量标准。

在比特币中，可逆性和不可逆性是基于概率的。如果有足够多的人拥有足够多的算力，那么交易就可能被逆转。绝对的不可逆在比特币中并不存在。最终清算永远不是最终的，而总是基于概率的。是的，逆转的概率可能超出天文数字，但尽管如此，最终结算在比特币中不存在，也不应该存在。中本聪的共识禁止了它。

热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，指出能量在一个孤立的系统中不能被创造或破坏。第二定律指出，任何孤立系统的熵总是增加，第三定律指出，当温度接近绝对零度时，系统的熵接近一个恒定值。– Knut Svanholm

在比特币中，熵是很重要的，原因有很多

1. 机密信息应该由高熵的数据源产生
2. 新区块在本地逆转熵，即从混沌中创造秩序
3. 比特币的安全模式依赖于混乱的过程
4. 验证依赖于确定性的过程
5. 每个人都可以验证结构化数据
6. 没有人能够猜到随机数据

虽然上面说的是绝对的（每个人和任何人），但真相更加微妙：同样，比特币本质上是基于概率的，因此，从理论上讲，人们可以猜测私钥，就像理论上你可以在1毫秒内一个中找到10亿个有效块。

撇开细节，尽量简化。如果你有两个硬币，这个系统的熵就是两个。正如：你可以用两个比特来描述整个系统。00, 01, 10, 11.

2比特的熵

同时翻转两枚硬币，结束。

随机性

随机性对密码学至关重要。所有秘密通信的根源是某种形式的信息不对称：你知道窃听者不知道的东西。 随机噪音。这个图像中包含多少信息？

一个好的秘密就像一个好的密码：随机生成，即来自于一个具有高度熵的数据源。

如果某些东西被 “完美 “地加密了，窃听者就无法从随机数据中区分出所说的内容。这就是适当加密的目的：你想隐藏所说的内容，如果可能的话，甚至隐藏了说了什么东西的事实。

• “好 “的随机性：不可压缩/高熵/秘密/安全
• “坏 “的随机性：可压缩的/低熵的/可猜测的/不安全的

比特币本身并不使用加密技术。账本在设计上是公开和透明的，使任何人都能在有意愿的情况下审计整个系统。比特币使用加密签名和加密散列，这两种方法都会产生准随机的结果。而如果你知道这个秘密，你可以解锁一些币（用你的私钥），向区块链添加新的区块（用你找到的nonce），或者证明你是你所说的人（通过签署信息，这至少证明你控制了一个或多个密钥）。

只有你知道你的私钥。其他人不应该知道你的私钥。只有你，矿工，成功的发现下一个区块的nonce。这就是信息不对称性。这就是比特币的工作原理。

所有的加密系统都是因为信息不对称而工作的。而且奇怪的是，适当加密的数据与随机数据是无法区分的。否则，窃听者可以对加密信息进行一些理解，这反过来又意味着所使用的加密技术并不是很好。

信息

信息到底是什么？

人们经常说，比特币在热力学上是安全的。虽然这是真的，但我想再深挖一下。热力学上的安全到底是什么意思？

这意味着–就我们所知–改变我们宇宙中的事物需要能量。当我说 “改变事物 “时，我的意思是：改变我们宇宙中的任何事物，你将需要 “使用 “能量–投入一些工作–来改变该事物。

移动椅子？你必须使点劲。种一棵树？你需要太阳的能量来把二氧化碳变成木材。做一次计算？需要能量来操纵保存数据的任何东西。储存结果？你需要能量来安排（和保护）原子的储存，无论使用什么媒介。

比特币主要生活在信息领域，就像所有其他信息系统一样，它需要通过一个物理媒介来存储和处理信息。因此，如果你改变了比特币的信息，你就有效地改变了现实世界中的一个东西。无论那个东西是固态盘、U盘、硬盘、光学存储介质，还是其他东西；这都不重要。

改变事物–或者换句话说：翻转比特–需要能量，这一事实是所有计算的根本难题。这就是为什么你的电脑如果做了很多 “思考 “就会发出一堆噪音和发热的原因。这也是计算机科学专业的学生必须学习大O符号和软件公司喜欢问这个问题的原因。将零变为一需要工作，无论你工作的速度有多快，你仍然需要消耗一定的能量。根据物理学，实际上没有免费的午餐这回事。翻转比特是工作，需要能量。

事情是这样的：比特币利用了这样一个事实：困难的计算问题和指数级超困难计算问题之间的差异很大。大得令人难以置信。

好吧。回到我们最初的问题。信息到底是什么？

信息与知识和意义都有关系。它是不知道的反面，而数据中信息的反面是随机性。换句话说：如果你不能够对一些数据进行理解，那么它对你来说可能是随机的。

• 理智的信息：相当可压缩。
• 胡说八道的信息：可压缩性不高。

Pi可能有助于理清我想说的内容。 3.141592653589793……可以 “压缩 “成π，或直径为1的圆的周长。

作为一个程序员，你可以把这个概念想成是：我能否写一个计算机程序来生成我想要传达的信息，而这个程序实际上比信息本身还要短？(这就是我说的 “可压缩 “的意思）。

简而言之：意义和废话，秩序和混乱，或信息和随机性是错综复杂的联系。可以说，它们是一枚硬币的两面，这两个概念通过我们称之为熵的东西联系起来。

信息意味着结构，而结构则得益于冗余性。自然界中最古老的结构已经通过进化适应了生存。它的根源是DNA。两条链相互缠绕，形成双螺旋。对称的、冗余的信息。使DNA得以生存和发展的特性蕴含在它的过程中：冗余结构、依赖这种结构的复制机制、导致四个碱基而不是两个碱基的烘烤式纠错，等等。

相比之下，比特币更简单：一条链，两个比特，无纠错（信息被完美复制）。然而，就像DNA一样，使比特币得以生存（和繁荣）的特性蕴含在复制过程中：寻找新区块的混乱竞赛，网络中区块的复制，以及软件（和账本）在尽可能多的节点上的复制。此外，当我们谈论比特币有机体时，纠错就相当于活着。每十分钟左右比特币网络心跳一次，网络也自我验证了一次。这也是比特币有机体极其强大的原因。它就是为了活下来而那么设计的。

在比特币中，高熵的信息通常是保密的。你的私钥，顾名思义，应该是保密的。它只属于你。你刚刚尝试的nonce，也就是你在挖一个新区块时已经做的工作，通常也是保密的。你不希望你的竞争对手知道哪些数字会产生无效的区块因此可以跳过。

比特币同时利用秩序和混乱创造了一个在这两个极端之间成长–甚至茁壮成长–的系统。它利用信息不对称和一个巧妙的激励结构，导致全球竞争来比特币的秘密。

哪些过程是有序的，哪些是混乱的，以及比特币如何能够在有序和混乱之间成长，将在下一节中进行探讨。

在有序和混乱之间成长

什么驱使比特币网络按时嘀嗒？

同样，这个问题可能有很多答案，但在比特币网络中唯一真正滴答作响的是全球时钟：一个区块时钟，每个区块都是一个时间单位。

目前，我们称这个过程为挖矿，因为每挖出一个有效区块（读作：发现），就会产生新的比特币。我们把这称为区块补贴，它是一种激励结构，用于引导网络。

从某种意义上说，比特币的有机体在秩序和混乱之间 “成长”：寻找新区块是一个混乱的过程，其结果是一个非常有序的交易列表：比特币区块链，也被称为分类账。

从 “寻找新区块 “的角度来看，我们仍然是非常早期的。只有~10年的时间。区块奖励时代将持续到2140年左右，这意味着我们已经进入了比特币的引导阶段约13%：奖励时代。

中本聪无疑知道这是个漫长的游戏。新区块与奖励相关的时代只是比特币游戏的一个阶段。请注意，这个阶段有6930000个区块。由于平均区块时间约为10分钟，奖励时代变成了131年。

正如Dan Held在《Bitcoin’s Security is Fine》一书中精彩论述的那样，将有一段时间，那些负责寻找新区块的人将主要通过网络的收费市场获得奖励。收费市场接管的时间点将在2020年到2140年之间。要么，比特币会死掉，要么只剩一些无人看守的博物馆的计算机才会继续亏损电费去找新区块。

在这个时间点之后，我们可能仍然会谈论"挖掘"比特币，尽管所有的 “矿工"都不会产生任何新的比特币。所有2100万个BTC–或2,099,999,997,690,000 sats，准确地说，将已经被开采出来。将不会有新的比特币将被添加到现有的流通池中。

矿工–如果我们还称他们为矿工的话–仍然会努力寻找新的区块，请注意。但这些区块所移动的比特币会有很长的经济历史。矿工在coinbase交易中奖励自己新的比特币，在100个区块后花费的日子已经过去了。

比特币在5000年后还会存在，并最终击败黄金成为人类的事实货币吗？我不知道，但重要的信息是极难杀死的。我期望比特币能活很久，就像古代的经文和宗教文本能活到今天。它只是信息，所有的信息，它可以超越它所印刷的媒介。

当然，我预计在这之前已经发生了近似于超比特币化的事情。我们将有一个循环的比特币经济，而比特币银行将在全球范围内进行大量的价值清算。私人公民–或主权个人，用一个更合适的术语–会使用什么，还有待观察。我怀疑比特币基础层是否会被你和我这样的人使用。而这完全可以接受。

有了这个舞台，以及秩序、信息、随机性和熵等概念，让我们看看一些比特币的概念。我们将从视觉上区分它们：从混乱的（左边）到有序的（右边）。

虽然秩序和混乱的框架是有用的，但它既不精确也不普遍适用。然而，我相信以这种方式思考使比特币运转的部分是一个有益的练习，我相信–比特币在秩序和混乱之间生存、成长和繁荣–是深刻的事实。

让我们稍微思考一下这些概念。

• 私钥。混乱的信息，非常高的随机性。保存的最好的秘密信息。最大的熵为最大的安全。如果你的私钥不是随机的，你会有苦日子。
• 随机数。混乱的信息，高随机性。一个随机数是一个特定的数字。矿工们在不断竞争中寻找下一个能产生有效区块的随机数。尽管可能有多个数字符合要求，但挖矿过程非常像寻找仅一个随机数字。
• 新的区块（广播前）。新发现的区块是寻找随机数这个混沌过程的结果。在区块被广播之前，区块可以被理解为秘密信息。新的区块可能是模糊的，因为多个区块可以同时形成一个有效的链，立即向大家广播一个新鲜区块以获得奖励是最符合你的利益的。只有当你是一个攻击者，或非常愚蠢，或两者兼而有之时，才会捂住新区块不放。
• 链尖：形成链尖的过程大多是有序的，但同样是由一个混乱的过程产生的。如上所述，链尖可能是模棱两可的。链尖的一个版本会存活下来，废弃的版本会成为孤块。你可以验证链尖之前的所有区块的信息是否正确。链尖反映了比特币的当前时间。
• 孤块。孤块是比特币区块链的有序、自然增长过程的一部分。有效的区块会定期被丢弃。如果有两个有效的区块在差不多的时间被发现，它们会为了生存而进行概率上的斗争。从长远来看，只有一个区块可以赢得这场比赛。失败的区块将成为一个孤块，孤独地死去。
• 未确认的交易。有序的结构，可以很容易地进行验证。一个未经确认的交易可以是有效的，也可以是无效的。有效的交易被纳入基于有经济激励的区块中，这又是一个概率的、市场驱动的过程。无效的交易会被丢弃。
• 埋藏的区块。很长一段时间以前由一个混乱的过程产生有序的结构。重组的可能性（被埋藏的区块的重新组织）变得指数级的不可能，因为反对它的概率成倍增加。例如：如果每个区块有50%的机会重组，6个区块重组的机会将是1.5%。实际数字更接近于每个区块0.31%，重组6个区块的概率为0.0000000000008875%。
• 已确认的交易。有序的结构，可以非常容易地进行验证。不可逆转性是基于概率的，取决于区块高度。一旦交易被确认，它在区块链中埋得越深，就越是最终。
• 公钥：扩展的公钥（xpub, ypub, zpub）是由一个确定的过程从一个随机的种子–你的私钥产生的。
• 区块时间。平均每10分钟就会发现一个有效的区块。这就是比特币网络的魅力所在。当用区块来衡量时，比特币的心跳是非常有规律的。虽然以人的时间来衡量仍然是有规律的，但挖矿从根本上说是一个概率过程，因此，确实有可能一些区块很快或者很慢就被发现。
• 难度调整。虽然难度调整是一个非常有序的过程，但如果哈希值发生剧烈变化（就像2017年8月那样，因为有争议的bcash硬分叉），它可能会有点混乱。难度调整是基于区块时间，而区块时间与人类时间只有概率上的联系。
• 比特币的供应。比特币的供应量自其成立以来就是固定的。新比特币的发行被嵌入到比特币的共识代码中，因此几乎不可能改变。
• 整个账本，深埋的区块（又名比特币区块链）：有序的，有顺序的，结构是相当明确的，直到链尖，每个人都能验证。
• 验证账本。验证是一个有序的、连续的过程。这个过程的输出是对每个区块给出一个简单的值：真或假，有效或无效。中本聪共识就是通过每个节点独立地达到相同的区块高度形成的。

以上所有因素，整个机制，协同工作，为“这是真的？”这个问题提供是或否的答案。这一事实永远不会让我感到惊讶。

重复一遍。比特币有机体的整个目的是明确何时，谁，有多少钱，以及如何获得的钱？明确如何获得钱很重要，因为每个人都能审计所有细节，并得出相同的结论。

简而言之，比特币利用混乱的过程（挖矿、生成私钥）和信息不对称（公共信息被广泛分享，秘密信息完全私藏）来建立一个结构化的、有序的、永久的记录，可以被所有人审计和验证。

这就是比特币。

这就是中本聪的共识。

这就是创新，这也是使比特币成为地球上有史以来最好、最硬的货币的原因。

你可以称它为开放的、无许可的、无边界的、中立的、抗审查的、公共的、健全的、反脆弱的，以及其他一些形容词。

我称它为 “生命”。而我们都叫它比特币。

作者 Gigi @derGigi