密碼學(xué)是保護(hù)和破解秘密的學(xué)科。比特幣采用了一種特殊的密碼學(xué)，稱(chēng)為公鑰密碼學(xué)，以促進(jìn)其價(jià)值的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移。通過(guò)這種機(jī)制，Alice可以保護(hù)她的比特幣，或者將一些比特幣發(fā)送給Bob，或者向礦工發(fā)放coinbase獎(jiǎng)勵(lì)。術(shù)語(yǔ)“加密貨幣”就是從這種用法派生出來(lái)的。在比特幣基本原理系列的第三部分，我們將探討公鑰密碼學(xué)在創(chuàng)建數(shù)字硬通貨方面的關(guān)鍵作用，以及它對(duì)整個(gè)社會(huì)的影響。

為了充分理解公鑰密碼學(xué)的重要性，我們必須首先了解我們的社會(huì)是如何主要圍繞財(cái)產(chǎn)概念組織起來(lái)的。

財(cái)產(chǎn)是什么？

財(cái)產(chǎn)從來(lái)沒(méi)有被廢除，將來(lái)也永遠(yuǎn)不會(huì)被廢除。這只是誰(shuí)擁有它的問(wèn)題。而且，有史以來(lái)最公平的制度是所有人（而不是沒(méi)有人）都是業(yè)主。構(gòu)成財(cái)產(chǎn)的概念經(jīng)常發(fā)生變化，以反映當(dāng)代的信仰和環(huán)境。例如，早期關(guān)于財(cái)產(chǎn)的討論幾乎總是只涉及土地。由于土地大多是不斷發(fā)生沖突和爭(zhēng)奪權(quán)力的源泉，所以土地占據(jù)了古代思想家的思想。后來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，財(cái)產(chǎn)擴(kuò)大到包括專(zhuān)利和版權(quán)等無(wú)形資產(chǎn)，然后又?jǐn)U大到包括所有被認(rèn)為是生活和自由所必需的東西。

從形式上講，財(cái)產(chǎn)是一個(gè)由地方主權(quán)所界定和執(zhí)行的法律概念。具體實(shí)施情況因政治制度而異，從君主制到共產(chǎn)主義再到民主制等等。

關(guān)于財(cái)產(chǎn)的討論可以追溯到希臘文明。柏拉圖和亞里士多德，這兩位西方哲學(xué)之父，為隨后2500年激烈而有時(shí)極其血腥的辯論奠定了基礎(chǔ)。

柏拉圖很可能是受了斯巴達(dá)人的啟發(fā)，反對(duì)各種各樣的私有財(cái)產(chǎn)，包括男人的妻子和孩子。在他看來(lái)，私有財(cái)產(chǎn)腐蝕了人類(lèi)的靈魂：它助長(zhǎng)了貪婪、嫉妒和暴力。理想的柏拉圖式社會(huì)將徹底根除私人財(cái)產(chǎn)。這個(gè)學(xué)派后來(lái)發(fā)展成為一個(gè)成熟的體系，最著名的是共產(chǎn)主義之父卡爾·馬克思。

亞里士多德，柏拉圖最好的學(xué)生有其他的想法。亞里士多德駁斥了柏拉圖的觀點(diǎn)，即共同財(cái)產(chǎn)可以消除罪惡和暴力。他認(rèn)為，擁有共同財(cái)產(chǎn)的人比擁有共私人財(cái)產(chǎn)的人更容易爭(zhēng)斗。亞里士多德還認(rèn)為，私有制對(duì)人類(lèi)進(jìn)步至關(guān)重要，因?yàn)槿藗冎粫?huì)受到激勵(lì)，為自己擁有的東西努力工作。此外，只有尊重私有產(chǎn)權(quán)，人們才有機(jī)會(huì)充分成長(zhǎng)，才有能力成為有道德的人。正如已故歷史學(xué)家理查德?派普斯（Richard Pipes）雄辯地指出的那樣：“人類(lèi)必須擁有，才能生存。”

柏拉圖（427-347BC）和亞里士多德（384-322BC）

柏拉圖反對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的中心論點(diǎn)建立在道德之上。亞里士多德也以道德作為對(duì)柏拉圖的回應(yīng)。但亞里士多德的一些論點(diǎn)超越了道德范疇，進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域。（有趣的是，就像他的老師一樣，亞里士多德反對(duì)貿(mào)易和逐利，所以他沒(méi)有建立一個(gè)連貫的經(jīng)濟(jì)框架。）

自柏拉圖和亞里士多德以來(lái)，關(guān)于財(cái)產(chǎn)的討論主要包括四個(gè)方面：道德、政治、心理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)。在這些觀點(diǎn)中，支持私有財(cái)產(chǎn)的心理和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)可能是最重要的，因?yàn)樗鼈冡槍?duì)的是現(xiàn)實(shí)世界。

關(guān)于財(cái)產(chǎn)的一個(gè)基本問(wèn)題是財(cái)產(chǎn)和主權(quán)之間的問(wèn)題，即哪個(gè)是最重要的問(wèn)題？

一些有影響力的思想家，如哈林頓和洛克，認(rèn)為財(cái)產(chǎn)先于主權(quán)。他們相信，即使不存在狀態(tài)，人類(lèi)也能憑直覺(jué)理解財(cái)產(chǎn)。

對(duì)他們來(lái)說(shuō)，國(guó)家的主要職能是保護(hù)財(cái)產(chǎn)權(quán)。判斷一個(gè)主權(quán)國(guó)家履行這一責(zé)任的好壞，要看它的是非曲直。洛克進(jìn)一步指出，如果國(guó)家未能履行保護(hù)財(cái)產(chǎn)權(quán)的義務(wù)，個(gè)人有權(quán)反抗國(guó)家。資本主義和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)之父亞當(dāng)?斯密（Adam Smith）也持類(lèi)似觀點(diǎn)。斯密認(rèn)識(shí)到財(cái)產(chǎn)與政府是相互依存的，認(rèn)為“民政離不開(kāi)財(cái)產(chǎn)，其主要功能是維護(hù)財(cái)產(chǎn)所有權(quán)”。（然而，斯密與洛克在財(cái)產(chǎn)權(quán)是否“自然”的問(wèn)題上存在分歧——他認(rèn)為財(cái)產(chǎn)權(quán)是“獲得”的權(quán)利，而不是“自然”的權(quán)利。）

相反，其他思想家，尤其是霍布斯，認(rèn)為恰恰相反，財(cái)產(chǎn)是國(guó)家創(chuàng)造的。他簡(jiǎn)單地認(rèn)為財(cái)產(chǎn)是接受權(quán)威的產(chǎn)物。

在20世紀(jì)后半葉，越來(lái)越多的證據(jù)證明哈林頓和洛克的觀點(diǎn)是正確的。20世紀(jì)出現(xiàn)了一場(chǎng)大規(guī)模的社會(huì)實(shí)驗(yàn)，試圖通過(guò)共產(chǎn)主義的傳播來(lái)廢除私有財(cái)產(chǎn)。這一試驗(yàn)導(dǎo)致了冷戰(zhàn)和世界各地的許多代理人戰(zhàn)爭(zhēng)，并在1962年古巴導(dǎo)彈危機(jī)中達(dá)到高潮，并在蘇聯(lián)最終于1991年解體時(shí)戲劇性地結(jié)束。在這次崩潰之后，剩下的共產(chǎn)主義國(guó)家被分成了兩個(gè)陣營(yíng)。一些國(guó)家轉(zhuǎn)向資本主義，就像許多中東歐國(guó)家那樣。一些國(guó)家只保留了共產(chǎn)主義的名義形式，就像中國(guó)和越南一樣——在這些國(guó)家，政治政權(quán)自稱(chēng)代表“資產(chǎn)階級(jí)”，但經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與資本主義國(guó)家非常相似。幾乎所有幸存的共產(chǎn)主義國(guó)家都采用了自由市場(chǎng)意識(shí)形態(tài)，為了生存，它們被迫（在一定程度上）尊重財(cái)產(chǎn)權(quán)。

綜上所述，20世紀(jì)向我們表明，未能發(fā)揮保護(hù)財(cái)產(chǎn)的主要作用的政府最終要么死亡，要么被迫最終尊重私人財(cái)產(chǎn)。這證明了狀態(tài)服從于，并且是屬性需求的派生，而不是相反?？偟膩?lái)說(shuō)，財(cái)產(chǎn)在國(guó)家之前。

盡管如此，在短期到中期，個(gè)人確實(shí)必須依靠國(guó)家來(lái)保護(hù)他們的財(cái)產(chǎn)權(quán)利，如果國(guó)家不這樣做，他們將遭受很大的損失。我們將看到密碼學(xué)如何幫助打破這種依賴(lài)循環(huán)。但首先，讓我們快速看看現(xiàn)代密碼學(xué)是如何產(chǎn)生的。

公鑰加密

密碼學(xué)的發(fā)展主要是由戰(zhàn)爭(zhēng)和敵對(duì)國(guó)家推動(dòng)的。

二戰(zhàn)之前，古典密碼學(xué)更多的是關(guān)于數(shù)學(xué)的嚴(yán)密性。隨著一些發(fā)展，情況發(fā)生了變化：

· 電報(bào)的發(fā)明大大增加了需要保護(hù)的數(shù)據(jù)量

· 無(wú)線電的發(fā)明提高了對(duì)公共通信信道加密的需要

· 計(jì)算機(jī)的發(fā)明給密碼分析帶來(lái)了難以置信的計(jì)算能力;破解密碼變得容易多了

這些發(fā)展在第二次世界大戰(zhàn)中達(dá)到頂峰，盟軍在阿蘭·圖靈的大力幫助下，英勇地破解了德國(guó)最先進(jìn)的密碼裝置恩尼格瑪密碼機(jī)。經(jīng)典密碼（密碼是進(jìn)行加密和解密的一種特殊方法）的時(shí)代終于神秘地結(jié)束了，它要求密碼學(xué)家尋找更強(qiáng)大的密碼——建立在更堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的密碼。

一個(gè)時(shí)代的結(jié)束：Enigma機(jī)器

幸運(yùn)的是，這里有一些提示可以幫助您查找。經(jīng)典密碼的一個(gè)主要問(wèn)題是密鑰分發(fā)問(wèn)題——這是所有對(duì)稱(chēng)密碼都存在的問(wèn)題（對(duì)稱(chēng)密碼是使用相同密鑰進(jìn)行加密和解密的密碼）。基本上，對(duì)于對(duì)稱(chēng)密碼，由于不建議重用密鑰，因此需要分發(fā)的密鑰數(shù)量與需要保護(hù)的數(shù)據(jù)數(shù)量成正比。因此，當(dāng)時(shí)的一個(gè)大研究領(lǐng)域是尋找廉價(jià)和安全的大規(guī)模分發(fā)密鑰的方法。非對(duì)稱(chēng)密碼的洞見(jiàn)始于一些密碼學(xué)家對(duì)這個(gè)問(wèn)題的思考：我們真的需要分發(fā)密鑰嗎？

這個(gè)研究方向最終將搜索范圍縮小到單向函數(shù)，不久就找到了一個(gè)全新的解決方案——一個(gè)不需要分發(fā)密鑰的解決方案。Diffie， Hellman & Merkle在1976年發(fā)現(xiàn)了公鑰密碼學(xué)，這是有史以來(lái)第一個(gè)非對(duì)稱(chēng)密碼。一年后，Rivest， Shamir & Adleman發(fā)布了第一個(gè)實(shí)現(xiàn)，即現(xiàn)在著名的RSA算法。幾年前，英國(guó)的Ellis & Cocks也發(fā)現(xiàn)了公鑰密碼，但沒(méi)有實(shí)施。然而，Ellis & Cocks的研究是保密的，有27年沒(méi)有得到公開(kāi)承認(rèn)。

因此，今天被認(rèn)為是兩千年來(lái)最偉大的密碼學(xué)成就——公鑰密碼學(xué)誕生了。這項(xiàng)技術(shù)花了幾十年的時(shí)間才滲透到大眾，這在很大程度上要?dú)w功于密碼朋克運(yùn)動(dòng)的努力。密碼學(xué)愛(ài)好者預(yù)見(jiàn)到國(guó)家對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的壟斷會(huì)造成巨大的權(quán)力不平衡，并對(duì)個(gè)人自由構(gòu)成潛在威脅，他們冒著不可思議的風(fēng)險(xiǎn)將公鑰密碼術(shù)引入平民。當(dāng)他們成功地做到這一點(diǎn)時(shí)，大門(mén)被打開(kāi)了。歷史上第一次，個(gè)人可以負(fù)擔(dān)得起和軍方一樣強(qiáng)大的加密技術(shù)。

但直到比特幣的發(fā)明，公鑰加密技術(shù)才充分發(fā)揮了其潛力。它在數(shù)字硬通貨中的應(yīng)用將重新定義私有財(cái)產(chǎn)。

私有數(shù)字產(chǎn)品

個(gè)人電腦和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)帶來(lái)了一種新的資產(chǎn)類(lèi)別：數(shù)字產(chǎn)品。數(shù)字產(chǎn)品是無(wú)形的數(shù)字信息位，以各種編碼格式包裝。例如維基百科的文章，MP3文件，軟件等等。

數(shù)字產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)前所未有的信息共享新時(shí)代。任何信息都可以以幾乎為零的邊際成本立即復(fù)制和按比例分發(fā)。

然而，早期的數(shù)字產(chǎn)品并沒(méi)有顯著改變私有財(cái)產(chǎn)的性質(zhì)。事實(shí)證明，數(shù)字產(chǎn)品在保持隱私方面是出了名的糟糕。

試圖對(duì)數(shù)字產(chǎn)品建立獨(dú)家所有權(quán)的問(wèn)題在于，它們具有無(wú)限的可復(fù)制性。但這并沒(méi)有阻止人們?nèi)L試。國(guó)家和企業(yè)對(duì)數(shù)字產(chǎn)品實(shí)施控制的首選方法是通過(guò)法規(guī)進(jìn)行。例如，美國(guó)制定了一項(xiàng)復(fù)雜的出口控制和監(jiān)管計(jì)劃，以防止機(jī)密外協(xié)，尤其是先進(jìn)技術(shù)的知識(shí)泄露給其他國(guó)家。在商界，三大唱片公司和五大電影公司花費(fèi)大量資金游說(shuō)反盜版法，并起訴侵權(quán)行為。類(lèi)似地，大型軟件公司也學(xué)會(huì)了建立專(zhuān)利戰(zhàn)資金。在這一過(guò)程中，他們利用專(zhuān)利系統(tǒng)，削弱較小的公司。在最好的情況下，實(shí)施數(shù)字排他性的監(jiān)管解決方案既昂貴又無(wú)效。在最壞的情況下，它們會(huì)創(chuàng)建一個(gè)少數(shù)玩家可以利用系統(tǒng)進(jìn)行游戲的環(huán)境。

非監(jiān)管解決方案同樣效率低下。其中一個(gè)例子就是數(shù)字版權(quán)管理（DRM），一種旨在限制數(shù)字產(chǎn)品使用的訪問(wèn)控制技術(shù)。DRM確實(shí)提供了一些基本的安全級(jí)別來(lái)防止盜版。然而，DRM有一個(gè)致命的缺陷：安全性只需要繞過(guò)一次，就沒(méi)有追索權(quán)了。

我們看到，在創(chuàng)造數(shù)字專(zhuān)營(yíng)權(quán)方面取得有限成功的一個(gè)領(lǐng)域來(lái)自游戲行業(yè)。游戲開(kāi)發(fā)者發(fā)現(xiàn)，如果他們能夠在自己設(shè)計(jì)的游戲中創(chuàng)造虛擬物品（數(shù)字物品的一個(gè)子集），那么這些物品就可以為游戲玩法增加內(nèi)容，同時(shí)也可以成為不錯(cuò)的收入來(lái)源。因?yàn)橛螒蜷_(kāi)發(fā)者控制著這些虛擬物品所處環(huán)境的100%，所以他們可以對(duì)這些虛擬物品施加一些限制，而這些限制在其他情況下是不可能實(shí)現(xiàn)的，包括讓這些虛擬物品變得不可訪問(wèn)或罕見(jiàn)。

因此，數(shù)字產(chǎn)品和私人財(cái)產(chǎn)似乎存在沖突。如果某物是數(shù)字化的，它幾乎不可能是私有的，也不可能是某人唯一擁有的。

不能獨(dú)占數(shù)字產(chǎn)品意味著每個(gè)人都可以利用它們。個(gè)人可以利用它們來(lái)賦權(quán)，但國(guó)家也可以通過(guò)數(shù)據(jù)收集、監(jiān)視和宣傳變得更強(qiáng)大——所有這些都可以通過(guò)數(shù)字產(chǎn)品變得更容易。純粹的數(shù)字產(chǎn)品不會(huì)改變個(gè)人與國(guó)家之間的權(quán)力結(jié)構(gòu)。

但是，只有在我們能夠克服兩大障礙的情況下，數(shù)字產(chǎn)品才有可能成為私有財(cái)產(chǎn)：

· 稀缺性：無(wú)限量復(fù)制和重新分配數(shù)字產(chǎn)品的易用性，正是讓獨(dú)家所有權(quán)變得困難的原因。

· 可轉(zhuǎn)讓性：出售資產(chǎn)的能力是所有權(quán)的一個(gè)重要組成部分。沒(méi)有這些，所有權(quán)就會(huì)喪失很多權(quán)力。

事實(shí)證明，這兩個(gè)期望的屬性也是金錢(qián)的先決條件。如果我們能夠創(chuàng)造出一種稀缺的、可轉(zhuǎn)移的數(shù)字商品，不僅這種商品可以被私人擁有，它還將成為一種巨大的價(jià)值儲(chǔ)存手段，并最終成為一種新的貨幣形式。

比特幣解決了這兩個(gè)問(wèn)題。比特幣通過(guò)在軟件中強(qiáng)加固定的供應(yīng)（即共識(shí)規(guī)則），然后通過(guò)分散的采礦機(jī)網(wǎng)絡(luò)（以工作證明的形式），用大量的能量（以工作證明的形式）保護(hù)這種共識(shí)規(guī)則，從而造成了數(shù)字稀缺。只要采礦是充分分散的，就幾乎不可能改變這種固定的供應(yīng)規(guī)則或使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。我們?cè)诒鞠盗械牡?部分中深入討論了這一關(guān)鍵創(chuàng)新。

另一方面，可移植性問(wèn)題可以通過(guò)使用公鑰密碼學(xué)來(lái)解決。具體地說(shuō)，公鑰密碼學(xué)的一個(gè)獨(dú)特應(yīng)用是生成不可偽造的數(shù)字簽名。數(shù)字資產(chǎn)可以與公私密鑰對(duì)相結(jié)合。然后，這個(gè)密鑰對(duì)可以根據(jù)需要生成任意數(shù)量的數(shù)字簽名，每個(gè)數(shù)字簽名代表基礎(chǔ)資產(chǎn)的一部分。這些數(shù)字簽名有效地“標(biāo)記”了資產(chǎn)，使其可在個(gè)人之間轉(zhuǎn)移。

簡(jiǎn)而言之，公鑰加密加上數(shù)字的稀缺性，實(shí)現(xiàn)了我們數(shù)字硬通貨。數(shù)字硬通貨繼承了數(shù)字產(chǎn)品的所有優(yōu)點(diǎn)：即時(shí)性、無(wú)國(guó)界性、不可調(diào)控。最重要的是，這些數(shù)字硬通貨可以私人擁有。

歷史上第一次出現(xiàn)了一種完全獨(dú)立于管轄權(quán)或法律的私有財(cái)產(chǎn)形式。私鑰及其控制的比特幣實(shí)際上是私人財(cái)產(chǎn)。

公鑰加密在數(shù)字硬通貨中的應(yīng)用，極大地改變了幾千年來(lái)束縛人類(lèi)社會(huì)的社會(huì)契約：個(gè)人需要國(guó)家保護(hù)財(cái)產(chǎn)，而國(guó)家又需要個(gè)人為其繼續(xù)存在提供資金。人們不禁要問(wèn)，如果保障財(cái)產(chǎn)安全是一個(gè)國(guó)家的首要職能，那么，在一個(gè)依靠數(shù)字硬通貨運(yùn)轉(zhuǎn)的世界里，它的作用和權(quán)力會(huì)顯著減弱嗎？

綜上所述，公鑰密碼學(xué)在數(shù)字硬通貨中的應(yīng)用重新定義了私有財(cái)產(chǎn)，并有可能徹底根除我們所知的社會(huì)基礎(chǔ)。其后果可能需要幾十年才能顯現(xiàn)，但一旦發(fā)生，其影響可能會(huì)極其深遠(yuǎn)。