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1、pos機(jī)全套原理圖

pos機(jī)全套原理圖

注：最近，區(qū)塊鏈技術(shù)再次變得火爆。股市與炒家們似乎重新蠢蠢欲動(dòng)。本文是筆者與合作者楊曉晨在六年前完成的一篇對(duì)比特幣的評(píng)述性論文，文中對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)也有較為詳細(xì)與簡(jiǎn)明的介紹。有趣的是，這篇文章一度在幣圈中廣泛流傳。本文發(fā)表于《金融評(píng)論》2014年第1期，為節(jié)約篇幅，文中圖表均略去。最近筆者與楊曉晨合作完成了一篇針對(duì)Libra的類似文章，即將在《金融評(píng)論》發(fā)表。敬請(qǐng)關(guān)注。

摘要：本文通過對(duì)比特幣運(yùn)行原理的闡述，剖析了比特幣的典型特征，并展望了比特幣的可能前景。首先，作為貨幣發(fā)展史上的重大革新，比特幣在設(shè)計(jì)中使用的一系列創(chuàng)新思想和方式是值得借鑒的。它的出現(xiàn)是解決當(dāng)前國(guó)別貨幣面臨問題的積極嘗試；其次，由于比特幣在尋求以創(chuàng)新途徑解決問題的同時(shí)，引入了一些難以調(diào)和且致命的新問題，導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)目前形式的比特幣能否持續(xù)發(fā)展持懷疑態(tài)度；再次，比特幣的發(fā)展前景取決于其自身能否順利完成轉(zhuǎn)型。無論是在比特幣之上建立其他應(yīng)用層級(jí)，還是將比特幣作為全球貨幣體系改革的一個(gè)組件，都需要對(duì)它進(jìn)行重新審視和設(shè)計(jì)。如果設(shè)計(jì)更為合理，且在實(shí)施過程中能更好地協(xié)調(diào)各方利益，比特幣的發(fā)展前景雖然路途遙遠(yuǎn)，但值得世人期待。

關(guān)鍵詞：比特幣 運(yùn)行原理 典型特征 前景展望

一、引言

比特幣最初起源于中本聰（Satoshi Nakamoto）在2008年題為《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的論文（Nakamoto，2008）。在此文中，作者描述了一種完全基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Point to Point，P2P）的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得全部支付都可以由交易雙方直接進(jìn)行，完全擺脫了通過第三方中介（例如商業(yè)銀行）的傳統(tǒng)支付模式，從而創(chuàng)造了一種全新的貨幣體系。

最初，比特幣只是作為密碼學(xué)的創(chuàng)新嘗試在一小群極客之間傳播，并沒有人愿意用現(xiàn)有貨幣與其進(jìn)行兌換。經(jīng)過幾年的發(fā)展，比特幣逐漸進(jìn)入大眾視野，越來越多的商家開始接受比特幣。從2011年起，隨著一系列交易市場(chǎng)的建立，比特幣的價(jià)格也開始迅速攀升。截至2013年11月底，比特幣的價(jià)格一度達(dá)到每單位1200美元，而其人民幣價(jià)格也突破了每單位7000元。

比特幣實(shí)行7*24的全天候交易，而且沒有漲跌幅限制，以至于其價(jià)格在一天之內(nèi)的浮動(dòng)幅度就可以達(dá)到數(shù)千人民幣。因此，中國(guó)人民銀行等五部委聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于防范比特幣風(fēng)險(xiǎn)的通知》，不承認(rèn)比特幣的貨幣屬性，不允許其作為貨幣在市場(chǎng)上流通。但與此同時(shí)，以美國(guó)和德國(guó)為代表的一些國(guó)家對(duì)比特幣卻持有相對(duì)樂觀的態(tài)度，并明確表態(tài)愿意接受比特幣。不同國(guó)家為何對(duì)一個(gè)新興貨幣概念持有不同的態(tài)度呢？這背后的深層次原因值得探討。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于比特幣的學(xué)術(shù)文章很少，而且大多集中于技術(shù)領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)學(xué)文獻(xiàn)非常有限。Woo等（2013）討論了比特幣的內(nèi)在價(jià)值，并對(duì)比特幣的未來持樂觀態(tài)度。但與此同時(shí)，他們也指出，市場(chǎng)投機(jī)行為可能造成比特幣的匯率大起大落，從而影響其被社會(huì)接受的程度。Yermack（2013）的研究表明，一方面，比特幣的每日匯率走勢(shì)與其他主要貨幣匯率走勢(shì)沒有相關(guān)性，使得比特幣無法用于風(fēng)險(xiǎn)管理目的，以及比特幣的持有者也很難對(duì)比特幣持有頭寸進(jìn)行套期保值；另一方面，比特幣無法用來為消費(fèi)信貸或其他貸款合同計(jì)價(jià)，也難以被納入具有存款保險(xiǎn)特征的銀行體系。因此，比特幣與其說是一種貨幣，不如說是一種投機(jī)性工具。?urda（2012）從奧地利學(xué)派的角度出發(fā)，對(duì)比特幣進(jìn)行了理論和實(shí)證分析，尤其是對(duì)比特幣的概念與歸類進(jìn)行了深入探討。Jacobs（2011）和Grinberg（2012）對(duì)比特幣的相關(guān)法律問題進(jìn)行了分析，他們均認(rèn)為比特幣面臨較大的法律風(fēng)險(xiǎn)。

比特幣雖然比較特殊，但依然可以歸于電子貨幣的類別。Marimon （2003）把電子貨幣視為央行發(fā)行貨幣的有力競(jìng)爭(zhēng)者。他建立的模型顯示，電子貨幣有助于降低通貨膨脹，以及促進(jìn)央行貨幣政策的穩(wěn)定性。Lotz與Vasselin（2013）對(duì)紙幣和電子貨幣的相互替代性進(jìn)行了研究。其模型指出，電子貨幣取代紙幣的必要條件是相關(guān)設(shè)備（如POS機(jī)）的購(gòu)置成本和使用成本足夠低，或者持有紙幣的風(fēng)險(xiǎn)與電子貨幣相比足夠高。

有學(xué)者認(rèn)為，電子貨幣的發(fā)展為新興市場(chǎng)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家?guī)砹霜?dú)特的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。Bassey（2008）指出，電子貨幣可以加速非洲大陸的發(fā)展速度，是非洲在新時(shí)期與其他國(guó)家保持同步發(fā)展的關(guān)鍵。Jack等（2010）以肯尼亞的電子貨幣為例，指出電子貨幣在流動(dòng)性管理方面面臨與傳統(tǒng)貨幣相似的問題。Cassoni與Ramada（2013）對(duì)烏拉圭電子貨幣的研究表明，電子貨幣的使用可以通過促進(jìn)區(qū)內(nèi)資金流動(dòng)來增強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)活力。周光友（2010）通過對(duì)中國(guó)電子貨幣的實(shí)證研究，證明電子貨幣不僅會(huì)在形式上替代M1，而且會(huì)改變貨幣的供給結(jié)構(gòu)、模糊各類金融資產(chǎn)之間的界限。以上四篇文獻(xiàn)均在不同程度上提到，電子貨幣是對(duì)央行控制基礎(chǔ)貨幣能力的重大挑戰(zhàn)。電子貨幣可持續(xù)發(fā)展的前提是政府能夠同步提升金融監(jiān)管能力。這對(duì)金融監(jiān)管水平相對(duì)落后的國(guó)家而言無疑構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。

本文首先從技術(shù)角度闡明比特幣的運(yùn)行原理，然后對(duì)比特幣進(jìn)行經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。由于比特幣與之前任何貨幣相比都存在很大差異，且比特幣的精華之處也恰好包含在其算法設(shè)計(jì)中，因此了解其運(yùn)行原理就變得十分必要。本文剩余部分的結(jié)構(gòu)安排如下：第二部分介紹比特幣的運(yùn)行原理；第三部分從貨幣的定義出發(fā)，探討比特幣作為貨幣的優(yōu)缺點(diǎn)，并利用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析；第四部分展望比特幣的發(fā)展前景；第五部分為結(jié)論。

二、比特幣的運(yùn)行原理1、重要概念

在介紹比特幣的運(yùn)行原理之前，必須首先厘清以下六個(gè)重要的基本概念：散列、工作量證明、公開密鑰密碼體系、交易、區(qū)塊與挖礦。

（1）散列（Hash）

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，Hash通常被翻譯為“散列”。散列函數(shù)的功能是將任意長(zhǎng)度的不同信息（例如數(shù)字、文本或其他信息）轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度相等但內(nèi)容不同的二進(jìn)制數(shù)列（由0和1組成）。以比特幣采用的SHA256為例，任意長(zhǎng)度的信息輸入通過這個(gè)函數(shù)都可以轉(zhuǎn)換成一組長(zhǎng)度為256個(gè)的二進(jìn)制數(shù)字，以便統(tǒng)一的存儲(chǔ)和識(shí)別。256個(gè)0或1最多可以組合成2²⁵⁶個(gè)不同的數(shù)，這個(gè)龐大的集合能夠滿足與比特幣相關(guān)的任何標(biāo)記需要。此外，任意兩個(gè)不同的信息輸入，想要通過SHA256產(chǎn)生相同數(shù)字輸出的概率，可以說微乎其微。因?yàn)檩斎胄畔⒌奈⑿∽儎?dòng)將會(huì)導(dǎo)致輸出數(shù)字的巨大變化。這就保證了輸入信息與輸出數(shù)字的一一對(duì)應(yīng)。最后，散列還有一個(gè)重要特征，即想要通過輸出數(shù)字來反推出輸入信息，這是極其困難的。因此，如果想要生成一個(gè)特殊的輸出數(shù)字，就只能通過隨機(jī)嘗試的辦法逐個(gè)進(jìn)行正向運(yùn)算，而不能由輸出結(jié)果逆向推出輸入信息。這個(gè)特征是比特幣能夠順利運(yùn)行的重要基石。

（2）工作量證明（Proof-of-Work）

傾注了更多更復(fù)雜勞動(dòng)的事物具有更高的價(jià)值，這是比特幣運(yùn)行的哲學(xué)基礎(chǔ)。讓我們先以防范垃圾郵件為例來說明什么是工作量證明。不妨做出如下假定，即如果一個(gè)人愿意花10分鐘寫一封郵件，他就不會(huì)在意再多花一分鐘對(duì)其進(jìn)行處理，以證明自己寫郵件付出的努力是真實(shí)的。而對(duì)垃圾郵件的傳播者而言，每封郵件都要多花一分鐘才能發(fā)送，這是完全不能接受的。因此我們可以設(shè)立以下規(guī)則，即在每次發(fā)送郵件之前都要算出一個(gè)隨機(jī)數(shù)，以至于將這個(gè)隨機(jī)數(shù)和郵件內(nèi)容一起輸入SHA256散列函數(shù)時(shí)，得到的256位二進(jìn)制數(shù)的前10位均為0。如前所述，我們無法預(yù)先選擇一個(gè)前十位為0的數(shù)，并利用SHA256算法反推出這個(gè)隨機(jī)數(shù)是什么。唯一可行的辦法只能是隨機(jī)抽取一個(gè)數(shù)，將其和郵件內(nèi)容放入SHA256中進(jìn)行計(jì)算，看結(jié)果是否滿足要求。如果不滿足，就換一個(gè)隨機(jī)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行嘗試，直到要求滿足為止。只要我們?cè)O(shè)定的要求足夠簡(jiǎn)單（要求全為0的個(gè)數(shù)不太多），那么尋找這個(gè)隨機(jī)數(shù)的過程也就比較簡(jiǎn)單，只不過要花去一定的時(shí)間（例如幾秒或幾分鐘）。對(duì)于真實(shí)的郵件而言，為了證明自身價(jià)值，付出少量時(shí)間進(jìn)行計(jì)算是值得的。但對(duì)于垃圾郵件而言，這將導(dǎo)致郵件發(fā)送者的時(shí)間成本急劇上升。因此，上述機(jī)制的引入將會(huì)顯著減少垃圾郵件的產(chǎn)生。對(duì)比特幣而言，挖礦（Mining）也是使用隨機(jī)數(shù)進(jìn)行工作量證明的過程。這種過程雖然從表面上來看沒有產(chǎn)生任何價(jià)值，但卻是解決互聯(lián)網(wǎng)中信任問題的有效辦法，是在不可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一種較為可靠的信用證明。

（3）公開密鑰密碼體系

該體系簡(jiǎn)稱公鑰體系。在信息傳遞過程中，發(fā)送方通過一把密鑰將信息加密，接收方在收到信息后，再通過配對(duì)的另一把密鑰對(duì)信息進(jìn)行解密，這就保證了信息傳遞過程的私密性與安全性。而密鑰無非是一組數(shù)字，通過將原始信息與這組數(shù)字放在一起進(jìn)行特定運(yùn)算，就能夠把信息轉(zhuǎn)換為另外一種格式，從而實(shí)現(xiàn)加密。解密過程則剛好相反。在大多數(shù)情況下，一組密鑰由公鑰和私鑰組成。私鑰由自己保存，公鑰則需要向其他人公開。在信息傳遞過程中，公鑰和私鑰相互配合，既能夠?qū)Τ钟兴借€的發(fā)信人進(jìn)行身份驗(yàn)證，也能夠確保發(fā)信人對(duì)自己發(fā)出的信息不能抵賴，還能夠保證收發(fā)信息的完整性、防止中間環(huán)節(jié)被截獲篡改。如果公鑰丟失，還可以通過私鑰進(jìn)行恢復(fù)。但試圖通過公鑰反推出私鑰的努力，從理論上來講是基本不可行的，這就保證了私鑰的私密性。

（4）交易（Transactions）

交易是指一個(gè)用戶用比特幣向另一個(gè)用戶進(jìn)行支付的過程。不過，比特幣的交易并非簡(jiǎn)單的支付貨幣本身。以圖1中的交易1為例，如果B想支付100個(gè)比特幣（100BTC）給C，那么B不僅需要在交易單上注明金額，而且需要注明這100個(gè)比特幣的來源。如圖1所示，B的100BTC其實(shí)來自A，是B通過交易0得到的（交易0已經(jīng)通過了全網(wǎng)用戶的認(rèn)證，保存在所有用戶的電腦中）。為完成交易1，B需要在交易單上填寫的信息包括：一是100BTC的來源，此處為交易單0的ID；二是C的公鑰，也即C的比特幣收款地址；三是將交易單0的內(nèi)容和C的公鑰輸入散列函數(shù)，得到一串?dāng)?shù)字。B用自己的私鑰加密這串?dāng)?shù)字，作為數(shù)字簽名放在交易單1中。C在收到交易單1之后，可以通過其中存放的ID找到交易單0，并獲取B的公鑰。C可以使用該公鑰對(duì)交易單1中的數(shù)字簽名進(jìn)行解密。與此同時(shí)，C可以把自己的公鑰和交易單0的內(nèi)容，按照同樣的方式輸入散列函數(shù)，并將得到的數(shù)字與數(shù)字簽名解密的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。如果比對(duì)成功，就可以確定如下兩個(gè)事實(shí)：其一，100BTC的來源屬實(shí)。因?yàn)榻灰讍?中包含了A的簽名，且交易單0是經(jīng)過全網(wǎng)認(rèn)證過的，即A確實(shí)將100BTC給了B；其二，交易1的確是經(jīng)由B簽署的。由于B的私鑰是唯一的，他無法抵賴這單交易。

上述過程略顯復(fù)雜。我們可以換一種不太精確但更容易理解的解釋（姚勇，2013）。依然以交易1為例，交易單1中其實(shí)包含以下六種信息：一是交易單1的 ID；二是資金的來源，即交易單0的 ID；三是A對(duì)資金的簽名，以證明是他把100BTC給B的；四是資金的去向，即C的賬號(hào)（公鑰）；五是資金的數(shù)額，即100 BTC；六是B的簽名（即B用自己私鑰進(jìn)行的數(shù)字簽名），以證明是他自己簽發(fā)的交易。由于每筆交易單都記錄了該筆資金的前一個(gè)擁有者、當(dāng)前擁有者以及后一個(gè)擁有者，我們就可以依據(jù)交易單實(shí)現(xiàn)對(duì)資金的全程追溯。這也是比特幣的典型特征之一。最后，當(dāng)每一筆交易完成時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)向全網(wǎng)進(jìn)行廣播，告訴所有用戶這筆交易的實(shí)施。

（5）區(qū)塊（Block）

交易和區(qū)塊的關(guān)系，就如同水和瓶子，屬于內(nèi)容和容器的關(guān)系。由于每筆交易是相對(duì)分散的，為了更好地統(tǒng)計(jì)交易，比特幣系統(tǒng)創(chuàng)造了區(qū)塊這一概念。每個(gè)區(qū)塊均包含以下三種要素：一是本區(qū)塊的 ID（散列）；二是若干交易單；三是前一個(gè)區(qū)塊的ID（散列）。比特幣系統(tǒng)大約每十分鐘創(chuàng)建一個(gè)區(qū)塊，其中包含了這段時(shí)間里全球范圍內(nèi)發(fā)生的所有交易。每個(gè)區(qū)塊中也包含了前一個(gè)區(qū)塊的ID，這種設(shè)計(jì)使得每個(gè)區(qū)塊都能找到其前一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如此可一直倒推至起始節(jié)點(diǎn)，從而形成了一條完整的交易鏈條（圖2）。因此，從比特幣的誕生之日起，全網(wǎng)就形成一條唯一的主區(qū)塊鏈（Block Chain），其中記錄了從比特幣誕生以來的所有交易記錄，并以每十分鐘新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)的速度無限擴(kuò)展。這條主區(qū)塊鏈在每添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)后，都會(huì)向全網(wǎng)廣播，從而使得每臺(tái)參與比特幣交易的電腦上都有一份拷貝。在現(xiàn)實(shí)世界里，每筆非現(xiàn)金交易都由銀行系統(tǒng)進(jìn)行記錄，一旦銀行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)崩潰，所有數(shù)據(jù)都會(huì)遺失。而在互聯(lián)網(wǎng)世界里，比特幣的所有交易記錄都保存在全球無數(shù)臺(tái)計(jì)算機(jī)中，只要全球有一臺(tái)裝有比特幣程序的計(jì)算機(jī)還能工作，這條主區(qū)塊鏈就可以被完整地讀取。如此高度分散化的交易信息存儲(chǔ)，使得比特幣主區(qū)塊鏈完全遺失的可能性變得微乎其微。

（6）挖礦（Mining）

如前所述，比特幣的所有交易記錄都保存在主區(qū)塊鏈中。每十分鐘就會(huì)有一個(gè)新區(qū)塊生成并加入進(jìn)主區(qū)塊鏈，這個(gè)新區(qū)塊中記錄了十分鐘內(nèi)全網(wǎng)的所有交易。由于比特幣使用的是P2P模式，這意味著網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是平等的，沒有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)可以用來承擔(dān)交易記錄工作。因此，如此重要的交易記錄任務(wù)交給誰(shuí)來完成，就變成一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。而比特幣創(chuàng)始人中本聰給出的答案居然是任何人來完成都可以。由于每筆交易完成后都會(huì)被廣播給全網(wǎng)，因此每個(gè)人在對(duì)交易的有效性進(jìn)行驗(yàn)證后，都可以根據(jù)這些交易數(shù)據(jù)生成新區(qū)塊。但這又引發(fā)了一個(gè)新問題，即如何讓所有人都信任由一個(gè)陌生人生成的新區(qū)塊？這個(gè)新區(qū)塊中是否記錄了虛假交易或重復(fù)交易？

要解決這個(gè)問題，就要用到前文提到的工作量證明概念。基本思路是，尋找一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使得將這個(gè)數(shù)字與新區(qū)塊的交易信息一起輸入SHA256后產(chǎn)生的數(shù)字，前面n位（比如n=100）都是0。此項(xiàng)工作的意義在于，由于將會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間，如果一個(gè)人進(jìn)行了這項(xiàng)計(jì)算且獲得成功，那么他提供的區(qū)塊很可能是真實(shí)可信的，因?yàn)榛ㄙM(fèi)如此大力氣作假得到的好處，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不計(jì)花費(fèi)同樣努力從事真實(shí)工作得到的好處。此外，其他所有節(jié)點(diǎn)在接收到新區(qū)塊時(shí)，也會(huì)對(duì)其中包含交易的有效性進(jìn)行校驗(yàn)，這意味著虛假交易或重復(fù)交易很難騙過其他所有用戶，這就形成了節(jié)點(diǎn)之間的信用保障機(jī)制。

挖礦（Mining）就是指產(chǎn)生新區(qū)塊并計(jì)算隨機(jī)數(shù)的過程。具體過程可分為以下六步：第一步，由于網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都保存有之前的主區(qū)塊鏈，某臺(tái)計(jì)算機(jī)以其中最后一個(gè)區(qū)塊的內(nèi)容為輸入，計(jì)算一個(gè)散列值；第二步，該計(jì)算機(jī)在接收廣播來的交易單并逐筆校驗(yàn)交易的準(zhǔn)確性之后，把沒有被列入之前區(qū)塊的那些交易進(jìn)行組合，并納入一個(gè)新區(qū)塊；第三步，該計(jì)算機(jī)任意猜一個(gè)隨機(jī)數(shù)，其大小和長(zhǎng)度沒有限制；第四步，該計(jì)算機(jī)將第一步至第三步產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為輸入，一起放到SHA256散列函數(shù)中，計(jì)算得到一個(gè)長(zhǎng)度為256的二進(jìn)制數(shù)；第五步，檢查這個(gè)二進(jìn)制數(shù)的前n位是否符合要求；第六步，如果該二進(jìn)制數(shù)符合要求，則本輪游戲結(jié)束，該計(jì)算機(jī)會(huì)把新區(qū)塊連同這個(gè)幸運(yùn)隨機(jī)數(shù)一起廣播給網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。其他人在收到這個(gè)新區(qū)塊后，會(huì)以同樣的方式進(jìn)行校驗(yàn)。如果結(jié)果無誤，全網(wǎng)就接受這個(gè)新區(qū)塊，將它連同之前的主區(qū)塊鏈一起保存。如果產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)不合要求，則第二步至第六步就會(huì)重復(fù)進(jìn)行，直到自己成功或者收到別人發(fā)來的新區(qū)塊（姚勇，2013）。

從上述流程中可以看出，挖礦就是指搜集交易數(shù)據(jù)并建立新區(qū)塊的過程。這個(gè)過程雖然重要，卻耗時(shí)費(fèi)力，為什么所有參與者都趨之若鶩呢？最重要的原因在于，比特幣系統(tǒng)規(guī)定，每個(gè)成功建立新區(qū)塊的人都將獲得50個(gè)新比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)，且該獎(jiǎng)勵(lì)將被記錄在對(duì)應(yīng)的新區(qū)塊里。這50個(gè)新比特幣是系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的，且得到全網(wǎng)的認(rèn)同。有趣的是，這種獎(jiǎng)勵(lì)的數(shù)額每四年減半，即2009年至2012年年為每區(qū)塊50個(gè)比特幣、2013年至2016年為每區(qū)塊25比特幣、2017年至2021年為每區(qū)塊12.5比特幣，如此不一而足。最終，全系統(tǒng)的比特幣容量將達(dá)到2100萬(wàn)個(gè)的上限，至此不再增加。從那時(shí)起，為保證主區(qū)塊鏈能繼續(xù)不斷增長(zhǎng)以確保比特幣交易能繼續(xù)正常進(jìn)行，每個(gè)創(chuàng)建新區(qū)塊的人，都將從新區(qū)塊包含的交易單中抽取一定的“交易稅”作為獎(jiǎng)勵(lì)。這種新的激勵(lì)機(jī)制將保證比特幣交易得以延續(xù)。

2、運(yùn)行原理

在上述概念的基礎(chǔ)上，我們就可以介紹比特幣的運(yùn)行原理了。作為一種脫離了實(shí)物交接的貨幣形式，比特幣需要解決如下幾個(gè)基本問題：首先，誰(shuí)來發(fā)行比特幣并對(duì)其進(jìn)行信用背書？其次，如何建立賬戶并進(jìn)行管理？再次，比特幣交易如何確認(rèn)？

（1）發(fā)行和信用背書

與美元等國(guó)別信用貨幣不同，沒有中央銀行負(fù)責(zé)比特幣的發(fā)行，也沒有政府為其提供信用背書。比特幣的發(fā)行是通過挖礦來完成的。每一次有效挖礦都將產(chǎn)生新的比特幣，直至達(dá)到數(shù)量上限。比特幣的信用，則源自所有參與比特幣挖礦和交易的用戶所付出的大量計(jì)算，以及由此消耗的時(shí)間和電力等成本。人們?yōu)榇送度氲膭趧?dòng)越多，就意味著對(duì)比特幣的認(rèn)可程度越高。比特幣系統(tǒng)是一種互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的新型信用體系，它既不需要任何歷史信用記錄，也不需要任何機(jī)構(gòu)或個(gè)人提供的信用擔(dān)保。換言之，比特幣主要依靠理論和技術(shù)的雙重保障來保證其信用：一方面，人是理性的，在誠(chéng)實(shí)勞動(dòng)所能獲得的報(bào)酬遠(yuǎn)高于欺騙時(shí)，沒有人會(huì)花費(fèi)力氣進(jìn)行欺騙；第二，比特幣的特征決定了欺騙是極其困難的。要成功進(jìn)行欺騙，不僅需要經(jīng)受其他所有用戶的檢驗(yàn)，也需要具有高于全網(wǎng)總計(jì)算能力51%的計(jì)算設(shè)備。以目前比特幣全網(wǎng)累積的計(jì)算能力來看，即便是全球最先進(jìn)的大型計(jì)算機(jī)距離這一要求也相差甚遠(yuǎn)。隨著越來越多的新增計(jì)算力加入，在比特幣的世界里，欺騙的難度將變得越來越大。

（2）賬戶管理

賬戶管理涉及賬戶的建立、查詢和安全保障，比特幣也不例外。對(duì)比特幣而言，建立賬戶就是生成一個(gè)地址。比特幣的賬戶、地址和公鑰等概念是基本重合的。賬戶就是一個(gè)地址（一串?dāng)?shù)字），相當(dāng)于銀行賬戶的戶名，這當(dāng)然是公開的。地址是由公鑰通過一系列數(shù)學(xué)計(jì)算推導(dǎo)出來的，因此地址僅僅是公鑰的另一種形式。有了地址，就可以查詢比特幣賬戶的余額。

雖然地址類似于銀行賬戶名，但與銀行賬戶不同，該地址的余額并沒有特意記錄在某個(gè)地方。如前所述，每一枚比特幣自誕生之日起的所有交易路徑都是可追溯的，都被記錄在主區(qū)塊鏈中。因此，每個(gè)賬戶的余額都可以通過對(duì)主區(qū)塊鏈進(jìn)行計(jì)算得到，而不需要單獨(dú)記錄。這種設(shè)計(jì)看似麻煩，但有著明顯的優(yōu)勢(shì)：首先，每個(gè)使用者可以擁有的賬戶數(shù)量是沒有限制的。隨著比特幣使用者的不斷增多，賬戶數(shù)量也與日俱增，為每個(gè)賬戶單獨(dú)保存余額是對(duì)存儲(chǔ)空間的極大浪費(fèi)；其次，對(duì)比特幣而言，沒有中央節(jié)點(diǎn)來保存并管理余額信息，想要保存余額信息，就必須將其合并寫入到區(qū)塊中。否則，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在對(duì)新生成區(qū)塊的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，就不僅需要對(duì)新的交易進(jìn)行檢驗(yàn)，還需要對(duì)全網(wǎng)所有賬戶的余額進(jìn)行追溯檢驗(yàn)，這無疑會(huì)顯著增加工作量。在傳統(tǒng)銀行里，儲(chǔ)戶不能僅僅通過戶名就對(duì)賬戶余額進(jìn)行查詢。然而，比特幣世界允許上述操作，也即任何人都可以通過計(jì)算主區(qū)塊鏈而查詢?nèi)魏钨~戶的余額。比特幣賬號(hào)是完全匿名的，且每個(gè)人可以有多個(gè)賬號(hào)，這就保證了比特幣擁有者的個(gè)人信息不可能通過分析賬號(hào)來獲得。因此，即使將余額信息完全公開，也可以保證擁有者的個(gè)人隱私。

比特幣賬戶的安全管理與傳統(tǒng)銀行系統(tǒng)完全不同。比特幣的所有公開信息（例如交易與公鑰）都保存在主區(qū)塊鏈中，而主區(qū)塊鏈在所有運(yùn)行比特幣軟件的計(jì)算機(jī)上都有完整備份，因此其安全管理的關(guān)鍵在于用戶私鑰的管理。私鑰與公鑰一樣，都是一長(zhǎng)串無規(guī)律的數(shù)字，很難記憶。而且，私鑰是獨(dú)立存在的，不能被公鑰或其他方式反推出來。由于私鑰是用戶對(duì)賬戶所有權(quán)的唯一證明，因此用戶每次使用賬戶時(shí)都需要使用私鑰。為方便起見，很多用戶通常選擇將私鑰放在文件中或網(wǎng)絡(luò)錢包中保存，這就使得私鑰文件面臨著被竊取的風(fēng)險(xiǎn)。而一旦私鑰遺失或失竊，就意味著比特幣賬戶的徹底丟失。為防范上述風(fēng)險(xiǎn)，“紙錢包”、“腦錢包”等方法正逐漸被接受。畢竟私鑰只是一串?dāng)?shù)字，完全可以通過寫在紙上或打印出來的方式進(jìn)行保存。這種原始的辦法在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代反而是一種非常有效的方式。腦錢包的工作原理與紙錢包完全不同。用腦錢包生成私鑰之時(shí)，我們可將一句話或一幅圖片輸入特定函數(shù)中，就可得到私鑰，且這一過程可以反復(fù)進(jìn)行。因此，腦錢包就把記憶私鑰的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)化為記憶一句話或一幅圖片，從而顯著降低了記憶的難度。即便這句話或這幅圖片不慎被公開，他人也很難猜測(cè)其真實(shí)用途。

（3）交易確認(rèn)

傳統(tǒng)銀行賬戶間的交易是由銀行負(fù)責(zé)確認(rèn)的，通常在幾秒鐘內(nèi)就可以完成。但對(duì)比特幣而言，任何交易都需要得到全網(wǎng)的確認(rèn)，而且必須最終進(jìn)入主區(qū)塊鏈才能生效。在挖礦過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)過來的交易后都要進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證失敗的交易被直接丟棄，而有效交易則會(huì)進(jìn)入?yún)^(qū)塊。由于全網(wǎng)在挖礦過程中可能在同一時(shí)間段生成很多有效區(qū)塊，且由于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的存在，不同地理位置的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的有效區(qū)塊可能包含不同的交易集合。因此最終哪個(gè)區(qū)塊能夠成為當(dāng)前時(shí)間段的正式區(qū)塊而進(jìn)入主區(qū)塊鏈，就成為一個(gè)問題。

如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到了周邊節(jié)點(diǎn)發(fā)來的兩個(gè)不同的有效區(qū)塊，它會(huì)將它們都掛在主區(qū)塊鏈的最后，形成一個(gè)Y形分叉。后續(xù)收到的區(qū)塊都會(huì)基于這兩個(gè)區(qū)塊產(chǎn)生，這使得分叉會(huì)繼續(xù)向后延伸。最終，哪個(gè)分叉的長(zhǎng)度最先達(dá)到要求，就會(huì)正式變成主區(qū)塊鏈的一部分，而另一條分叉則會(huì)被拋棄。由此可見，一個(gè)交易從發(fā)生到最終確認(rèn)，需要等待一段時(shí)間。通常來講，在包含這個(gè)交易的區(qū)塊出現(xiàn)之后，還需要等待5至6個(gè)后續(xù)區(qū)塊生成后，才能確認(rèn)當(dāng)前區(qū)塊是否已經(jīng)正式進(jìn)入了主區(qū)塊鏈。由于每個(gè)區(qū)塊的生成時(shí)間大約為十分鐘，這意味著一個(gè)交易在發(fā)生之后，需要等待較長(zhǎng)時(shí)間才能夠得到確認(rèn)。這既是比特幣自身的一大缺陷，也是P2P這種全民投票形式難以克服的弊端。

三、比特幣的典型特征1、比特幣的貨幣性質(zhì)

我們將從交易媒介、計(jì)價(jià)單位與儲(chǔ)藏手段這三個(gè)層面來分析比特幣的貨幣性質(zhì)。

貨幣的最基本功能是充當(dāng)產(chǎn)品或服務(wù)的交易媒介。米什金（2011）指出，某種商品要想充當(dāng)交易媒介，就必須滿足以下要求：一是易于標(biāo)準(zhǔn)化；二是必須被普遍接受；三是易于分割，也即容易找零；四是易于攜帶；五是不會(huì)很快腐化變質(zhì)。不難看出，比特幣能夠很好地滿足上述要求：第一，比特幣具有高度的標(biāo)準(zhǔn)化，它僅僅是存在于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)字，不存在任何種類和品質(zhì)的差別；第二，盡管比特幣目前還沒有被全球普遍接受，但比特幣在問世僅僅四年左右，就得到全球范圍內(nèi)的高度關(guān)注，以及美國(guó)、德國(guó)、印度、愛爾蘭等國(guó)家在不同程度上的認(rèn)可；第三，目前比特幣的最小單位是0.00000001BTC，幾乎沒有其他貨幣可以做到如此精確的分割。事實(shí)上，上述最小單位取決于目前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。隨著比特幣價(jià)值的上升，這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步擴(kuò)展以滿足更小的分割需求。另外，由于比特幣的非實(shí)物性，人們?cè)谥Ц稌r(shí)可以直接對(duì)任意小數(shù)金額進(jìn)行支付，而無需找零；第四，比特幣非常便于攜帶。使用者只需保存好個(gè)人私鑰，就可以在任意一臺(tái)裝有比特幣軟件的計(jì)算機(jī)或終端上使用，用戶體驗(yàn)類似于使用密碼登錄網(wǎng)上銀行；第五，比特幣僅僅是網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字，既不會(huì)損耗，也不會(huì)變質(zhì)。

從計(jì)價(jià)單位的角度來看，盡管目前接受比特幣交易的商品種類還相當(dāng)有限，但由于比特幣與現(xiàn)有主要貨幣之間都存在交易市場(chǎng)與連續(xù)報(bào)價(jià)機(jī)制，因此其他貨幣的計(jì)價(jià)功能可以間接傳導(dǎo)給比特幣。

比特幣是否能夠充當(dāng)儲(chǔ)藏手段，取決于人們能否長(zhǎng)期接受比特幣。目前比特幣具有一定的價(jià)值儲(chǔ)藏功能，即人們可以把當(dāng)前獲取的收入以比特幣的形式保存起來，并留到未來進(jìn)行消費(fèi)。然而，如果比特幣的價(jià)值過度波動(dòng)的話，就可能嚴(yán)重?fù)p害其價(jià)值儲(chǔ)藏功能。

綜上所述，雖然比特幣在較大程度上符合貨幣的特性，但比特幣能否充當(dāng)貨幣的關(guān)鍵在于人們是否愿意持續(xù)使用比特幣進(jìn)行交易。這又取決于比特幣與現(xiàn)行貨幣相比，是否具有富有吸引力的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

2、比特幣的典型特征

比特幣在設(shè)計(jì)理念上試圖避免現(xiàn)有貨幣的諸多缺陷，這也是它備受關(guān)注的原因。但比特幣的全新特征也引發(fā)了一系列全新問題。我們將逐一分析比特幣的典型特征。

首先，比特幣成功地實(shí)現(xiàn)了去中心化的貨幣發(fā)行與管理方式。現(xiàn)有貨幣基本上由央行發(fā)行，由一國(guó)政府用財(cái)政實(shí)力擔(dān)保，這種貨幣發(fā)行與管理方式存在如下缺陷：其一，難免存在多種國(guó)別貨幣，各種貨幣之間通過外匯市場(chǎng)來兌換，顯著提高了國(guó)際貿(mào)易與投資的交易成本；其二，一旦出現(xiàn)一國(guó)政權(quán)動(dòng)蕩等意外事件，該國(guó)政府發(fā)行的貨幣就會(huì)面臨巨大的信任危機(jī)；第三，貨幣發(fā)行的中心化能免會(huì)產(chǎn)生特權(quán)，由于貨幣當(dāng)局能夠輕松征收鑄幣稅，這可能引發(fā)貨幣當(dāng)局短視自利的機(jī)會(huì)主義行為。相比之下，比特幣在設(shè)計(jì)之時(shí)就致力于去中心化。為解決信用問題，一方面，比特幣使用了一套密碼學(xué)算法，使得參與比特幣主區(qū)塊鏈構(gòu)建的所有用戶都必須付出相當(dāng)?shù)呐Σ拍茏C明其信用；另一方面，比特幣產(chǎn)生的過程受到全網(wǎng)的監(jiān)督，要想騙過全網(wǎng)所有其他用戶，需要巨大的計(jì)算能力。這從技術(shù)上而言并不現(xiàn)實(shí)。換言之，比特幣成功地利用密碼學(xué)手段，解決了貨幣在去中心化發(fā)行時(shí)面臨的信任問題，從而使得比特幣的發(fā)行不需要依賴任何政府或機(jī)構(gòu)，并且與互聯(lián)網(wǎng)的去中心化特點(diǎn)高度吻合。

其次，比特幣是一種高度匿名化的貨幣。其匿名性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：其一，比特幣賬號(hào)僅僅是一串?dāng)?shù)字地址，通過它無法得知擁有者的任何信息；其二，比特幣賬號(hào)的生成過程無需任何實(shí)名認(rèn)證，賬號(hào)擁有者只能通過私鑰證明其所有權(quán)；其三，同一擁有者的不同賬號(hào)之間沒有任何關(guān)聯(lián)，這意味著其他人無法得知特定用戶的全部比特幣持有量。然而，比特幣的匿名性是一把雙刃劍：它雖然通過技術(shù)手段保障了個(gè)人財(cái)產(chǎn)的私密性，但也為洗錢、販毒等非法交易提供了天然的溫床。此外，匿名性的另一個(gè)潛在問題是會(huì)影響削弱政府的征稅能力。當(dāng)前全球稅收體系主要依靠監(jiān)控銀行賬戶的變動(dòng)來防止逃稅，這是一種基于賬戶實(shí)名制的有效辦法。若一旦資金流動(dòng)完全匿名化，征稅的難度將會(huì)顯著上升。

再次，比特幣交易具有完整的可追溯性。對(duì)任何一枚比特幣而言，其從被挖礦生成到當(dāng)前所經(jīng)歷的全部狀態(tài)，都被完整地記錄在主區(qū)塊鏈中。任何特定賬戶的全部交易也可以被全程追溯。最為重要的是，追溯過程并不需要認(rèn)證，任何人都可以對(duì)任何賬號(hào)進(jìn)行查詢。這有助于實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的互相監(jiān)督以保障公平透明的市場(chǎng)秩序。

第四，比特幣交易具有不可逆性。每筆交易只有成功和失敗兩種狀態(tài)，而不允許撤銷操作。這種設(shè)計(jì)的初衷是為了防止付款方利用撤銷操作來侵害收款方利益，以及防止退款時(shí)因需要重新建立信任關(guān)系而額外收集個(gè)人信息。針對(duì)比特幣的不可逆性，存在兩種截然相反的看法。支持者認(rèn)為這種設(shè)計(jì)可以有效地防范信用風(fēng)險(xiǎn)，而反對(duì)者認(rèn)為人難免后悔或犯錯(cuò)，因此不可逆性會(huì)降低比特幣被廣泛接受的程度。

第五，比特幣的最終總量與生產(chǎn)速度都是事先確定的。如前所述，比特幣的生產(chǎn)速度每4年減半，并將在最終達(dá)到2100萬(wàn)個(gè)。支持者認(rèn)為，這種貨幣發(fā)行模式可以防止濫發(fā)貨幣以維護(hù)幣值穩(wěn)定。然而反對(duì)者的批評(píng)包括：其一，比特幣的發(fā)行速度逐漸下降且不可調(diào)整，這將導(dǎo)致持續(xù)的且不斷強(qiáng)化的通縮壓力；其二，比特幣增長(zhǎng)速度的下降會(huì)形成穩(wěn)定的升值預(yù)期，從而導(dǎo)致人們傾向于持有比特幣而不是用其進(jìn)行交易。這會(huì)使得比特幣的交易數(shù)量日益減少、貨幣的流動(dòng)性不斷下降；其三，比特幣的價(jià)值逐漸遞增，可能會(huì)加劇社會(huì)分配失衡。因此，總量固定和增速遞減對(duì)比特幣而言既是突出的優(yōu)勢(shì)也是致命的弱點(diǎn)。

第六，比特幣面臨巨大的融資難題。無論是直接融資還是間接融資，均需要以借款人的身份和信用信息作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)依據(jù)。但對(duì)比特幣而言，搜集用戶信息與其設(shè)計(jì)理念是相違背的。此外，為降低搜尋交易對(duì)象與撮合交易的成本，借貸雙方需要依賴銀行或債券市場(chǎng)之類的中介機(jī)構(gòu)，這就必然導(dǎo)致中心節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)，而中心節(jié)點(diǎn)與比特幣的設(shè)計(jì)理念也是不相符的。這意味著盡管比特幣融資在技術(shù)上是可行的，但這將會(huì)破壞比特幣的設(shè)計(jì)初衷。融資難題將成為比特幣發(fā)展的重大阻力。

第七，比特幣既不存在貨幣乘數(shù)，也無貨幣政策可言。既然無法利用比特幣融資，這就意味著比特幣沒有其他貨幣均擁有的貨幣乘數(shù)。這固然有助于控制通脹，但也導(dǎo)致比特幣難以滿足市場(chǎng)的流動(dòng)性需求。此外，比特幣也不存在貨幣政策的概念。比特幣的發(fā)行無需政府，這從技術(shù)上限制了政府可能對(duì)其進(jìn)行的干預(yù)。鑒于比特幣的特殊性，基準(zhǔn)利率、準(zhǔn)備金率與公開市場(chǎng)操作等傳統(tǒng)貨幣政策工具對(duì)其而言均是無效的。比特幣的這一特征雖然能夠避免過度的宏觀政策波動(dòng)以及維持幣值穩(wěn)定，但也排除了通過貨幣政策進(jìn)行宏觀調(diào)控的可能性。

第八，比特幣是天然的全球性貨幣。比特幣既沒有國(guó)界，也無需兌換。比特幣作為全球性貨幣的積極一面是有助于降低國(guó)際貿(mào)易與資本流動(dòng)的交易成本，而消極一面可能加劇局部危機(jī)的傳染、放大全球的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。

3、針對(duì)比特幣交易數(shù)據(jù)的初步實(shí)證分析

從對(duì)比特幣典型特征的分析中不難看出，這種貨幣與傳統(tǒng)貨幣之間存在巨大的差異，以至于經(jīng)濟(jì)學(xué)中很多典型的貨幣分析方法對(duì)比特幣而言并不適用。不過，自比特幣誕生之日起，尤其是自2010年比特幣可以與全球主要貨幣之間自由兌換以來，各類比特幣組織累積了大量的交易數(shù)據(jù)，我們可以利用這些數(shù)據(jù)來進(jìn)行一些初步的實(shí)證分析。

（1）比特幣市場(chǎng)價(jià)格的決定因素

比特幣的市場(chǎng)價(jià)格自2013年來呈現(xiàn)出一路飆升態(tài)勢(shì)，從最初的一文不值發(fā)展到最高時(shí)單位價(jià)格突破1200美元。有人將比特幣的價(jià)格上漲歸結(jié)為市場(chǎng)炒作，但也有人認(rèn)為這是比特幣價(jià)值的應(yīng)有體現(xiàn)。事實(shí)上，比特幣的市場(chǎng)價(jià)格也由供需狀況決定。

從供給方來看，獲取比特幣的源頭是挖礦，因此挖礦的成本波動(dòng)必定會(huì)對(duì)供給曲線的形狀與位置產(chǎn)生影響。圖3反映了2013年7月至12月期間的全網(wǎng)挖礦難度和運(yùn)算能力。其中運(yùn)算能力用散列率表示，代表每秒鐘全網(wǎng)進(jìn)行散列運(yùn)算的次數(shù)。從圖中可以看出，隨著挖礦者數(shù)量的不斷增加，全網(wǎng)運(yùn)算能力顯著上升，而運(yùn)算能力上升的代價(jià)是計(jì)算機(jī)硬件和電力的投入。以BlockChain提供的2013年12月17日的數(shù)據(jù)為例，在當(dāng)天24小時(shí)之內(nèi)，共產(chǎn)生了5175個(gè)比特幣，全網(wǎng)運(yùn)算能力約為9,346,953.82 GH/s。目前每1GHash運(yùn)算能力大約需要650瓦電力消耗，按照每千瓦時(shí)15美分計(jì)算，產(chǎn)生這5175個(gè)比特幣大約需要耗電145,812.48兆瓦時(shí)，約合21,871,871.94美元。按此計(jì)算，每個(gè)比特幣的生產(chǎn)費(fèi)用約合4226美元。以上僅僅計(jì)算了電力消耗成本，還沒有考慮計(jì)算機(jī)的折舊費(fèi)用。隨著全網(wǎng)運(yùn)算能力的進(jìn)一步放大，以及考慮到比特幣的生產(chǎn)速度每四年減半的特點(diǎn)，比特幣的單位開采成本只會(huì)越來越大。不過，以上計(jì)算的是全網(wǎng)付出的總成本，對(duì)每個(gè)挖礦者而言，實(shí)際成本并沒有這么高。因此，在目前比特幣單價(jià)將近1000美元的情況下，挖礦者依然趨之若鶩，說明挖礦依然有利可圖。

從需求方來看，目前接受比特幣的商家數(shù)量還非常有限，因此出于交易目的（而非貨幣兌換目的）的需求并未呈現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)（圖4）。因此，交易需求并非比特幣價(jià)格高企的主要原因。

作為一種天然的稀缺商品，人們對(duì)于比特幣的價(jià)值儲(chǔ)藏功能抱有很高期望。為衡量這種期望，我們使用Google Trends提供的搜索熱度指標(biāo)代表公眾對(duì)比特幣的關(guān)注程度。如圖5所示，搜索熱度與比特幣的美元價(jià)格走勢(shì)具有較高的同步性。值得一提的是，2013年12月5日，由中國(guó)人民銀行等五部委聯(lián)合發(fā)文否定比特幣的貨幣屬性，造成比特幣交易價(jià)格在一天內(nèi)大跌約50%，而比特幣的搜索熱度也因此大幅下挫。這說明搜索熱度可以大致反映公眾對(duì)比特幣市場(chǎng)前景的預(yù)期，因此搜索熱度可以被視為反映比特幣價(jià)格未來走勢(shì)的參考指標(biāo)。盡管目前尚無法驗(yàn)證搜索熱度與比特幣價(jià)格之間的因果關(guān)系，但我們可以初步判定，公眾預(yù)期在比特幣的價(jià)格形成過程中發(fā)揮了重要作用。

綜上所述，比特幣的挖礦成本不斷上升，導(dǎo)致其供給曲線存在長(zhǎng)期左移的趨勢(shì)。而比特幣的需求目前主要與比特幣的公眾預(yù)期密切相關(guān)，而與比特幣作為交易媒介的需求尚不存在緊密聯(lián)系。如果將供給與需求結(jié)合起來分析，則目前比特幣的市場(chǎng)價(jià)格主要由公眾預(yù)期決定。而如果公眾預(yù)期保持穩(wěn)定的話，那么從長(zhǎng)期來看，比特幣的市場(chǎng)價(jià)格在成本推動(dòng)下存在持續(xù)走高的可能性。

（2）市場(chǎng)分布與集中度

圖6顯示了比特幣市場(chǎng)上持幣最多的前100個(gè)和前500個(gè)賬戶持幣量占比特幣總量的百分比。截至2013年12月，已開采的比特幣總量約為12,131,225個(gè)，排名前100的賬戶持幣量為2,647,870 個(gè)，約占總量的21.8%，而排名前500的賬戶持幣量為4,331,893 個(gè)，約占總量的35.7%。與現(xiàn)行其他貨幣相比，比特幣的市場(chǎng)容量小，持幣集中度高。這不僅會(huì)影響到比特幣市場(chǎng)的流動(dòng)性，也意味著比特幣的幣值容易受到操縱。由于比特幣的最終總量只有2100萬(wàn)個(gè)，而目前已開采量超過1200萬(wàn)個(gè)，即使排名前500的賬戶余額未來不再變動(dòng)，等到比特幣全部開采完畢時(shí)，這500個(gè)賬戶的比特幣持有量也將站到總量的20%，市場(chǎng)集中度依然很高。

從比特幣兌換市場(chǎng)的幣種分布來看，最大的三種貨幣依次是美元（57%），人民幣（35%）與歐元（4%）（圖7）。以美元和人民幣計(jì)價(jià)的比特幣市場(chǎng)占到了市場(chǎng)總規(guī)模的92%。未來的中美全方位博弈最終會(huì)反映到比特幣市場(chǎng)上來嗎？答案尚不可知。

（3）資本賬戶開放下的人民幣匯率參考值

由于資本賬戶尚未完全開放，且人民幣利率形成機(jī)制尚未充分市場(chǎng)化，造成計(jì)算人民幣均衡匯率面臨很大困難。而比特幣在這方面可能具有天然優(yōu)勢(shì)。由于標(biāo)準(zhǔn)化程度高、信息更加透明、沒有運(yùn)輸費(fèi)用、交易成本低、沒有資本流動(dòng)限制，這意味著通過比特幣間接計(jì)算出的人民幣匯率水平，可被視為一旦資本賬戶全面開放后人民幣對(duì)美元匯率的參考水平。

圖8顯示了2011年6月至2013年12月期間人民幣與美元兌比特幣的匯率。不難看出，比特幣兌人民幣與美元匯率的波動(dòng)趨勢(shì)具有極強(qiáng)的正相關(guān)性，這意味著比特幣的跨境套利機(jī)制已經(jīng)存在。

通過上述兩種貨幣與比特幣的匯率而間接計(jì)算出來的人民幣兌美元匯率，與人民幣對(duì)美元市場(chǎng)匯率的比較如圖4所示。可以看出，隨著時(shí)間的推移，通過比特幣市場(chǎng)形成的人民幣兌美元匯率圍繞著人民幣兌美元市場(chǎng)匯率上下波動(dòng)。人民幣兌美元的市場(chǎng)匯率具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，且在圖9的時(shí)間段內(nèi)由6.5左右緩慢升值至6.0左右。相比之下，通過比特幣市場(chǎng)形成的人民幣兌美元匯率盡管存在較大波動(dòng)，也一直沒有遠(yuǎn)離該區(qū)間。這意味著，即使資本賬戶全面開放，人民幣兌美元匯率也未必會(huì)發(fā)生持續(xù)的升值與貶值。換句話說，這說明當(dāng)前人民幣兌美元的市場(chǎng)匯率已經(jīng)相當(dāng)接近于均衡水平。

我們?cè)趫D10中比較了美元兌日元的比特幣市場(chǎng)匯率與外匯市場(chǎng)匯率。可以發(fā)現(xiàn)，兩者走勢(shì)的吻合程度要顯著超過圖9中人民幣兌美元兩種匯率走勢(shì)的吻合程度?？紤]到美日之間的資本賬戶已經(jīng)全面開放，這也說明了通過比特幣市場(chǎng)推算出來的匯率，可以用來近似地估計(jì)資本賬戶開放條件下的匯率走勢(shì)。

四、比特幣的前景展望1、比特幣長(zhǎng)期發(fā)展面臨的主要限制

貨幣產(chǎn)生的背景是社會(huì)分工背景下物物交換的發(fā)展，而比特幣產(chǎn)生的背景則是全球經(jīng)濟(jì)一體化和互聯(lián)網(wǎng)全球化。比特幣天生具有全球化和去中心化特征，這是與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的。然而，貨幣的使用具有很強(qiáng)的制度依賴與網(wǎng)絡(luò)外部性特征，因此一種新的貨幣要想取代傳統(tǒng)貨幣的地位，必須在某些方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，而在其他方面也不能顯著弱于現(xiàn)有貨幣。從這一角度來看，比特幣的長(zhǎng)期發(fā)展顯著受制于如下缺陷：

（1）安全風(fēng)險(xiǎn)

如前所述，比特幣采用了一套嚴(yán)密的密碼學(xué)體系，除非相關(guān)數(shù)學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)重大突破，否則其自身的安全性是值得信任的。但隨著比特幣的市場(chǎng)價(jià)格不斷走高，相關(guān)交易網(wǎng)站被攻擊和賬號(hào)被盜等事件時(shí)有發(fā)生。理論上非常安全的比特幣為何安全事故頻出呢？

由于比特幣賬戶只是一個(gè)地址，賬戶擁有者標(biāo)識(shí)自己所有權(quán)的唯一證明就是私鑰，因此，盜取比特幣的黑客沒有能力也沒有必要去攻擊比特幣系統(tǒng)本身，而只需盜取用戶的私鑰就可以獲得比特幣。迄今為止，黑客盜取比特幣的途徑主要有以下幾種：第一，通過木馬程序盜取保存在用戶主機(jī)里的私鑰文件，并回傳給黑客；第二，利用軟件和操作系統(tǒng)的漏洞來截獲相關(guān)信息，經(jīng)過分析后得到完整的私鑰。通常而言，與私鑰有關(guān)的信息在網(wǎng)絡(luò)上傳播時(shí)應(yīng)該采用隨機(jī)方式嚴(yán)格加密，但部分應(yīng)用程序在設(shè)計(jì)時(shí)存在漏洞，始終采用固定方式加密或是加密等級(jí)不夠，以至于黑客在截獲相關(guān)信息后，經(jīng)過分析比對(duì)就可推算出私鑰的完整內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)盜竊；第三，使用DDOS（分布式拒絕服務(wù)，這是一種通過極大數(shù)量虛假的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求來占用攻擊目標(biāo)的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源，從而使其無法處理正常用戶請(qǐng)求的攻擊方式）攻擊網(wǎng)絡(luò)錢包服務(wù)器，使服務(wù)器癱瘓。在工作人員進(jìn)行診斷修復(fù)的過程中，利用臨時(shí)出現(xiàn)的系統(tǒng)漏洞入侵服務(wù)器，盜取密鑰；第四，由于部分網(wǎng)絡(luò)錢包網(wǎng)站的認(rèn)證過程存在漏洞，因此一旦黑客侵入用戶電子郵件賬號(hào)，取得相關(guān)信息后，就可以通過重新設(shè)定網(wǎng)絡(luò)錢包認(rèn)證信息來繞開認(rèn)證過程，從而非法進(jìn)入用戶賬號(hào)并竊取私鑰。

事實(shí)上，比特幣面臨的上述威脅，在現(xiàn)有銀行的網(wǎng)銀體系中也都會(huì)遇到，但考慮到比特幣的匿名性，警方即使查到被盜比特幣的去向，也很難鎖定犯罪分子。更重要的是，由于沒有相應(yīng)仲裁機(jī)構(gòu)，受害用戶無法進(jìn)行申訴。而即便可以申訴，由于犯罪分子已經(jīng)掌握了私鑰，導(dǎo)致受害用戶沒有別的途徑可以證明自己對(duì)賬戶的所有權(quán)，造成取證裁決相當(dāng)困難。吊詭的是，比特幣在安全方面的缺陷，恰好是其匿名性和去中心化的典型特征所導(dǎo)致的。這說明比特幣在創(chuàng)新的同時(shí)，也為自身發(fā)展留下了隱患。

（2）政策風(fēng)險(xiǎn)

迄今為止，各國(guó)政府在面對(duì)比特幣這一新生事物時(shí)，采取了截然不同的態(tài)度。以美國(guó)和德國(guó)為代表的一些國(guó)家對(duì)比特幣給予了充分肯定，而且正在著手修訂相關(guān)法律法規(guī)，以適應(yīng)比特幣可能帶來的變化。印度等國(guó)家對(duì)比特幣始終持觀望態(tài)度，既不明確支持也不明確反對(duì)比特幣相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而是準(zhǔn)備等到時(shí)機(jī)成熟后再采取相應(yīng)措施。中國(guó)、泰國(guó)和韓國(guó)等國(guó)家則是比特幣的反對(duì)者，都在公開場(chǎng)合明確表示反對(duì)，也都要求國(guó)內(nèi)金融機(jī)構(gòu)停止比特幣相關(guān)服務(wù)。

各國(guó)對(duì)比特幣態(tài)度迥異的主要原因包括：首先，各國(guó)對(duì)本國(guó)金融體系的監(jiān)管能力不同。盡管電子貨幣有助于促進(jìn)新興市場(chǎng)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，但同時(shí)也顯著增加了監(jiān)管難度，并對(duì)央行掌控貨幣政策的能力提出了新的挑戰(zhàn)。發(fā)達(dá)國(guó)家的金融市場(chǎng)發(fā)展程度較高，在金融監(jiān)管方面經(jīng)驗(yàn)豐富、手段多樣，且各項(xiàng)制度相對(duì)完善，因此對(duì)金融創(chuàng)新所造成沖擊的消化能力更強(qiáng)。相反，新興市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體的金融市場(chǎng)發(fā)展較為落后，政府金融監(jiān)管能力較為薄弱，對(duì)金融創(chuàng)新所造成沖擊的防御能力較弱。這就可以說明為何發(fā)達(dá)國(guó)家總體上對(duì)比特幣更為歡迎；其次，各國(guó)接觸比特幣的時(shí)間和程度不同，在比特幣方面按的既得利益也存在較大差異。比特幣的匿名性使得我們無從得知各國(guó)已取得比特幣的具體數(shù)額和分布。但鑒于美德等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較早，從比特幣誕生時(shí)起就有大量人員從事比特幣的研究和挖礦工作，而且至今有增無減。因此有理由相信，美德等發(fā)達(dá)國(guó)家在比特幣的已開采總量中已經(jīng)持有相當(dāng)份額，形成了各自的既得利益，甚至有可能已經(jīng)具備操縱市場(chǎng)的能力；再次，比特幣在控制犯罪方面向政府提出了新的挑戰(zhàn)。對(duì)匿名交易的比特幣犯罪來說，只有美國(guó)等少數(shù)國(guó)家才具備追緝罪犯的技術(shù)能力，它們也已經(jīng)為此投入了巨額資金。例如，2013年10月，美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局（FBI）宣布徹底搗毀著名的地下交易網(wǎng)站“絲綢之路”（Silk Road）。這一網(wǎng)站70%的交易集中于毒品，該網(wǎng)站利用比特幣的匿名性隱藏了交易雙方的真實(shí)信息，為破案帶來了巨大麻煩。即便是FBI這樣全球頂尖的情報(bào)部門，也是在進(jìn)行了漫長(zhǎng)的數(shù)據(jù)分析之后，借助Google公司的幫助，才從多種渠道鎖定犯罪嫌疑人。之后，F(xiàn)BI還出動(dòng)了多名探員，通過長(zhǎng)期的臥底工作才掌握了大量證據(jù)，從而成功將案件破獲。對(duì)新興市場(chǎng)國(guó)家來說，如此龐大的技術(shù)和資金投入都是難以接受的。

（3）社會(huì)接受程度

與傳統(tǒng)貨幣相比，比特幣在使用的便利性還面臨如下問題：其一，如前所述，每筆比特幣交易都要等待后續(xù)若干個(gè)區(qū)塊被加入主區(qū)塊鏈后才能最終確認(rèn)，這是個(gè)相當(dāng)耗時(shí)的過程。圖11顯示了近年來比特幣交易的確認(rèn)時(shí)間分布。如圖所示，一筆比特幣交易的確認(rèn)時(shí)間最少需要5分鐘，最多接近20分鐘，這與目前傳統(tǒng)銀行的交易確認(rèn)通常只需要數(shù)秒形成了鮮明對(duì)比；其二，比特幣市場(chǎng)價(jià)值的大起大落也限制了其使用。很少人會(huì)愿意接受一種一天之內(nèi)漲跌幅度超過50%的貨幣，這一波幅已經(jīng)超出了絕大多數(shù)人的風(fēng)險(xiǎn)承受能力。正如Yermack（2013）所言，由于比特幣匯率的變動(dòng)規(guī)模與波動(dòng)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他常用貨幣，這破壞了比特幣作為一種計(jì)價(jià)單位與儲(chǔ)藏手段的有效性；其三，比特幣的設(shè)計(jì)理念中隱含了風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)的思想，例如沒有中心節(jié)點(diǎn)、缺乏中央監(jiān)管和仲裁機(jī)制、除私鑰之外沒有其他身份核實(shí)機(jī)制、交易驗(yàn)證只涉及有效性而不驗(yàn)證合法性等。一旦出現(xiàn)問題，幾乎不能給用戶提供任何保障。然而，目前大多數(shù)人在使用貨幣時(shí)還是習(xí)慣于受到某種保護(hù)，而且為了獲得保護(hù)，甚至可以犧牲部分隱私權(quán)。這是長(zhǎng)期以來社會(huì)演化形成的固有思維，短時(shí)間內(nèi)很難發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變。

2、比特幣未來發(fā)展的可能路徑

比特幣要想繼續(xù)發(fā)展壯大，就必須克服上述限制條件。由于比特幣是密碼學(xué)發(fā)展的產(chǎn)物，要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，需要從原理入手重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)相關(guān)技術(shù)的深入討論明顯超出了本文的范圍。因此，我們嘗試從其他角度來為比特幣尋求幾種可行的發(fā)展路徑。

（1）基于比特幣的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

如果我們不把比特幣視為一種潛在的全球貨幣，而是將比特幣系統(tǒng)作為一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的安全交易平臺(tái)，那么其設(shè)計(jì)還是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。因此，不妨將比特幣系統(tǒng)作為一種底層支撐平臺(tái)，利用它能提供的服務(wù)來構(gòu)建更上層的應(yīng)用。就像目前互聯(lián)網(wǎng)采用的五層協(xié)議一樣，每一層協(xié)議都不是完美的，都有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和致命問題。但各協(xié)議層之間相互配合，互為補(bǔ)充，就構(gòu)成了一套切實(shí)可行的解決方案。我們也可借鑒這種思路，即并不要求比特幣本身十全十美，而是將其視為一個(gè)更大系統(tǒng)中的重要部件，通過構(gòu)建與之相匹配的上層應(yīng)用或底層支撐，來構(gòu)建更宏大的系統(tǒng)。

在2013年召開的幾次全球比特幣大會(huì)上，一些比特幣社區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)介紹了他們?cè)谶@方面的積極嘗試。目前有代表性的項(xiàng)目包括：一是SmartCoins，這是一種基于比特幣的股票和債券流通系統(tǒng)，對(duì)一些在場(chǎng)內(nèi)市場(chǎng)交易不活躍、或者根本不存在場(chǎng)內(nèi)市場(chǎng)的金融產(chǎn)品提供了一種更加安全可靠的流通方式；二是NameCoin，這是一種使用現(xiàn)有貨幣和比特幣來合并挖礦的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的基本原理，是利用現(xiàn)有比特幣網(wǎng)絡(luò)超強(qiáng)的散列算力，在現(xiàn)有主區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)上重新構(gòu)建一個(gè)附屬區(qū)塊鏈，而這個(gè)附屬區(qū)塊鏈背后對(duì)應(yīng)的可能是人民幣或美元等現(xiàn)有貨幣。從本質(zhì)上來看，這是利用比特幣的優(yōu)勢(shì)來對(duì)現(xiàn)有貨幣體系進(jìn)行改造，但該方案的具體運(yùn)作模式還在停留在討論中；三是“開放交易系統(tǒng)”，這是一種位于區(qū)塊鏈外的交易系統(tǒng)。該系統(tǒng)嘗試在局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)建立一個(gè)有中心節(jié)點(diǎn)的交易環(huán)境。該系統(tǒng)能夠與比特幣網(wǎng)絡(luò)連接起來，從而形成一個(gè)全局無中心、局部有中心的分層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一方面可以避免比特幣系統(tǒng)相對(duì)繁瑣的交易確認(rèn)過程，另一方面又可以繼承比特幣系統(tǒng)的其他優(yōu)勢(shì)。目前我們還無法預(yù)知上述創(chuàng)新應(yīng)用能在未來走多遠(yuǎn)，但它們的確為比特幣提供了一些更加務(wù)實(shí)和可行的思路。比特幣在這些全新的生態(tài)系統(tǒng)中將不會(huì)扮演基礎(chǔ)貨幣的角色?？傊?，如何跳出固有的思維框架，對(duì)比特幣系統(tǒng)進(jìn)行重新審視和再利用，或許是未來比特幣的一條發(fā)展之路。

（2）借鑒比特幣思想改造現(xiàn)有貨幣

過去幾十年來，國(guó)際金融危機(jī)頻發(fā)，證明當(dāng)前的國(guó)際貨幣體系并非一個(gè)最優(yōu)體系，對(duì)其進(jìn)行改革可謂勢(shì)在必行。當(dāng)前全球范圍內(nèi)各種貨幣面臨的諸多問題，都直接或間接地與幣值不穩(wěn)定有關(guān)。Shiller（2004）對(duì)未來的貨幣形式做出了大膽預(yù)測(cè)。他認(rèn)為貨幣的交易媒介屬性和記賬單位屬性并不一定要在同一種介質(zhì)上共存。換句話說，可以在未來創(chuàng)造一種貨幣，它僅僅承擔(dān)交易媒介的功能，代表商品或服務(wù)所有權(quán)的轉(zhuǎn)移，而貨幣本身的價(jià)值無關(guān)緊要，因?yàn)樯唐泛头?wù)的價(jià)格不會(huì)以該貨幣的數(shù)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。Shiller特別提到了智利目前所采用的“發(fā)展單位”概念，認(rèn)為以“發(fā)展單位”為代表的指數(shù)型會(huì)計(jì)單位是解決目前幣值不穩(wěn)定的有效途徑。

我們認(rèn)為，如果Shiller描述的未來貨幣發(fā)展趨勢(shì)是正確的，那么如果對(duì)比特幣進(jìn)行改造，使之作為交易媒介，與此同時(shí)再創(chuàng)造出一種適合的指數(shù)型會(huì)計(jì)單位進(jìn)行計(jì)價(jià)的話，就可能給現(xiàn)有貨幣體系帶來重大變革。作為交易媒介，比特幣的去中心化、安全性、透明性、可追溯性、全球性、便利性是值得肯定的，但其總量固定、交易確認(rèn)時(shí)間太長(zhǎng)等缺陷也非常突出。因此，我們可以借鑒比特幣的發(fā)明思路，對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)后，重新創(chuàng)造一種新的貨幣形式（不妨稱之為新比特幣），使其能夠更好地滿足交易媒介的重要特質(zhì)。交易媒介的作用是標(biāo)記商品、服務(wù)或其他經(jīng)濟(jì)利益的轉(zhuǎn)移，其本身發(fā)行多少與價(jià)值幾何，可以完全不影響商品或服務(wù)的相對(duì)價(jià)格。作為記賬用的會(huì)計(jì)單位，我們可以像智利“發(fā)展單位”一樣使用一種指數(shù)型會(huì)計(jì)單位，所有商品價(jià)格都用該單位來衡量。而這種指數(shù)型會(huì)計(jì)單位與比特幣的掛鉤可以采用松散的方式，即根據(jù)比特幣總量的變化來適時(shí)調(diào)整兩者之間的兌換關(guān)系，以避免幣值波動(dòng)影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

當(dāng)然，這種全新組合的可行性和實(shí)施細(xì)節(jié)都需要進(jìn)一步的探討，本文在此只是提出一種思路，還需經(jīng)過嚴(yán)格論證。

五、結(jié)論

本文通過對(duì)比特幣運(yùn)行原理的闡述，剖析了比特幣的典型特征，并展望了比特幣的可能前景。主要結(jié)論包括：首先，作為貨幣發(fā)展史上的重大革新，比特幣在設(shè)計(jì)中使用的一系列創(chuàng)新思想和方式是值得借鑒的。它的出現(xiàn)是解決當(dāng)前世界各國(guó)貨幣所面臨問題的一種積極嘗試，因此受到了全世界的廣泛關(guān)注；其次，由于比特幣在尋求以創(chuàng)新途徑解決問題的同時(shí)，引入了一些難以調(diào)和且致命的新問題，導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)以目前形式存在的比特幣能否取得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展報(bào)以懷疑態(tài)度；再次，比特幣的發(fā)展前景取決于其能否順利完成轉(zhuǎn)型。無論是在其上建立其他應(yīng)用層級(jí)，還是將其作為全球貨幣改革的一個(gè)組件，都需要對(duì)它進(jìn)行重新審視和設(shè)計(jì)。我們認(rèn)為，如果設(shè)計(jì)更為合理，且在實(shí)施過程中能更好地協(xié)調(diào)各方利益，比特幣的發(fā)展前景雖然路途遙遠(yuǎn)，但值得世人期待。

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