比特幣金融革命全解析：如何崛起？如何運作？
本文摘自：《機器，平台，群眾》，天下文化出版
中本聰（Satoshi Nakamoto）的思想，對世界產生了巨大影響，儘管沒人知道他為何許人也。2008年10月31日，使用這個名字的某人或某團體，在線上發表了一篇短文，標題為〈比特幣：一種點對點的電子現金系統〉（Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System），這篇文章提出了一項直白的疑問： 為何線上支付必須涉及銀行、信用卡公司及其他金融中介機構？為何不能像實體世界裡的現金付款？
現金交易有兩項優點：沒有衍生的費用，而且不記名。使用現金，你可以匿名交易，當你用現金付款時，通常不會被要求出示身分證件。實體現金也耐久，而且可以重複使用，它在我們的經濟體系中持續流通，一再被用來支付交易。
政府迄今仍然沒什麼意願創造數位美元、數位歐元、數位人民幣等，本著高度的企圖心，中本聰提議創造一個全新、完全獨立的數位貨幣，名為「比特幣」。由於它高度倚賴相同於密碼學所使用的許多演算法及數學，因此比特幣又被稱為一種「加密貨幣」（cryptocurrency）。美元、日圓、土耳其里拉、奈及利亞奈拉，以及所有國家發行的貨幣，被稱為「法定貨幣」（fiat currency），因為是由政府下令而存在的，政府宣布它們是法定貨幣。
結合密碼學與數學，幫助中本聰解決辨識誰持有比特幣，並在網路上用來付款的難題。持有及使用者在進行交易時，使用數位簽章，把正確數量的比特幣從買方移轉給賣方。數位簽章已經存在多年，運作得很好，任何人很容易取得及驗證數位簽章，它們很難偽造，而且數位簽章是化名，人們可以在不揭露真實身分的情況下產生數位簽章。中本聰提議，當比特幣交易發生時，這些交易將被記錄於一帳本上，詳載花了多少比特幣，以及買賣雙方的數位簽章所驗證的化名身分。
如何使資訊不像資訊？
比特幣系統需要一本通用且容易查閱的帳本，以應付「雙重支付問題」（double spending problem，或名「一幣多付問題」）。之所以會出現這種問題，是因為比特幣沒有實體，純粹只是一堆資訊罷了。如果比特幣可以被免費、完整、即時地拷貝，那麼就會發生偽造猖獗的情形，在化名的掩護下，壞蛋可以一再使用相同的數位貨幣，直到被逮。這麼一來，商家將被欺騙，信任將蕩然無存，整個體系很快就會崩解。
一本受到信賴、人人到處都可查閱的線上帳本，可以解決雙重支付問題。商家（或任何人），可以驗證潛在買方確實擁有他們表示擁有的比特幣，而且這些比特幣還沒有在別處花掉。
但是，由誰負責創造、維持及確保這個帳本的誠正性呢？不可能是一家銀行或信用卡公司，或是結合兩者，因為中本聰提議的體系，完全不倚賴現有的金融機構，也不倚賴政府，比特幣系統的運作必須完全獨立於它們之外。事實上，這套系統必須用完全去中心化的方式運作，不倚賴任何核心組織或機構，而且不論參與者如何改變，都能繼續生存、順利運作下去。但是，這種徹底、永久的去中心化理念，卻絕對需要一本永久、普遍受到信任的帳本，這兩者要如何調和呢？
方法是藉由巧妙地結合數學與程式，再加上一點良性的自利動機。中本聰提議的線上制度運作如下：
每當買賣雙方發生一筆交易時，就向整個體系廣播這筆交易。
名為「節點」（nodes）的專業電腦定期蒐集所有交易，驗證它們的有效性—查證交易中使用的比特幣沒有在別處花掉。一段期間中發生的一群良好交易，被稱為一個「區塊」（block）。
在那些節點對交易執行這種驗證工作的同時，它們彼此間也相互競爭，試圖為眼前這個區塊找到一個簡短的數字摘要，稱為「雜湊值」（hash）。第一個找到正確雜湊值的節點，就是競賽中的勝出者。尋找雜湊值是一種試誤的摸索過程，需要大量運算，因此被稱為「工作量證明」（proof of work）。一個節點（專業電腦）的運算能力愈強大，就愈可能在尋找雜湊值的競賽中勝出。工作量證明被包含於區塊裡，當另一個節點試圖改變這區塊的內容時，必須重做所有工作。
第一個成功完成工作量證明的節點，將對整個體系發出廣播，告知它剛完成的區塊。勝出的節點獲得的獎酬是：可以獲得一筆新發行、事先訂定數量比特幣。這些比特幣的發行，將記錄於區塊裡。
其他節點核查這個區塊，確證此區塊內含的所有交易及其工作量證明的有效性。它們有充分誘因去做這件事，因為若發現區塊中含有不法交易或不正確的工作量證明，整個區塊就會無效，它所獎酬的比特幣仍可被爭取。
一旦其他節點確證區塊的確正確完成，便開始轉為執行其他交易的驗證工作，再啟動整個創造區塊的流程。中本聰把這套體制，設計成大約每十分鐘可以創造一個新區塊，發行獎酬的比特幣。他寫道：「穩定增加新幣發行量，類似於金礦採礦者使用資源去採礦，增加黃金的流通量。」這類比確立，全球各地運作節點的人及組織，被稱為比特幣「礦工」。
這東西也許真的行得通
許多人讀了中本聰的那篇文章後，相信他描述的那種系統，實際上可以建立且實用，數學及程式方面似乎可行，更令人激賞的是，誘因似乎也頗具效力。
礦工可以自主進行活動，無須協調，完全出於私利動機，只為了獲取比特幣，完全沒有利他動機或社群精神。在這種情況下，這套系統仍能達成目的，並且與時成長。比特幣的參與者不需要協調彼此，只需要廣播他們的交易及完成的區塊；事實上，礦工們不用彼此協調更好，因為協調很容易快速變成共謀，例如一群礦工結合起來，改寫歷史紀錄，把所有比特幣變成自有。
中本聰的高明設計，為這種共謀攻擊提供了兩道主要防線，第一道防線是工作量證明——為每個區塊找到正確雜湊值所投入的大量電腦運算工作。每一個新區塊的雜湊值尋找工作變得顯著更難，而且區塊在數學上鏈結起來，因此攻擊者不是只需要重做他們感興趣的那個區塊的工作量證明，而是必須重做這條鏈上的每個區塊，亦即所有被創造出來的區塊。由於區塊全部被鏈結在一起，所有交易的完整歷史紀錄，被稱為「區塊鏈」（blockchain）。
工作量證明持續變得更難，還有另一項重要作用：想要接管整個比特幣系統的話，所需要的電腦運算能力大大地與時俱增，很快就變得完全不划算。許多礦工認為，值得持續投資於擴增專業化採礦硬體，以期在一個又一個的區塊競賽中勝出，贏得比特幣。因此，攻擊者若想接管整個比特幣系統，花費於採礦硬體的投資，將必須大於所有其他礦工加總起來的硬體投資，成本與效益相較並不划算。
第二道防線是，攻擊者基本上將會弄巧成拙，因為當人們與組織相信比特幣系統已被壞蛋接管時，很快就會對整套系統失去興趣，改往其他系統或支付方法，所以比特幣很快就變成沒有價值了。既然如此，攻擊者又何必花大錢去攻擊並接管整個區塊鏈？到頭來，他們取得的資產（大量比特幣），卻變得沒有價值，這不符合經濟效益。因此，看起來唯一要擔心的攻擊者，是那些財力極為雄厚的恐怖主義分子，或是那些有更微妙、複雜動機去掌控區塊鏈的人。中本聰認為這種人或組織並不多，或者至少數量明顯少於想看到自己的資產增值的比特幣參與者。
總而言之，中本聰在短文中提出的藍圖，看起來可行、技術上可行，經濟上也穩當。此外，它出現的時間點（2008年末）也很適巧，當時世界各地許多人對現行金融體系失去信心（從抵押貸款公司到央行本身），經濟大衰退（Great Recession）期間發生的破產、紓困與其他混亂情勢，使得許多人相信全球現狀不公平、撐不下去，或者兩者皆是。一種獨立於任何及所有政府之外的新貨幣，這個概念吸引了很多人，賺錢（舊錢與新錢）的可能性也誘人。
礦工與建立比特幣網路的其他人的行為，一如英國經濟學家凱因斯的預料，但是有些有趣的差別。他們不是狂人，其中絕大多數也不是當權者，但他們仍然「萃取了瘋狂理念」，不過這個理念不是來自三流學者，而是一個化名：中本聰。