Hal Finney 還是第一個接收到比特幣轉賬的人。

原文標題:《乾貨 | 創世文檔:Hal Finney 的數字現金探索成果 RPOW》
撰文: Aaron Van Wirdum
翻譯和校對:閔敏和阿劍

哈爾·芬尼(1956)是出了名的樂天派,曾被 PGP (優良保密協議)的創建者菲爾·齊默曼(Phil Zimmerman)盛讚爲 「密碼學界的羅傑斯」 1。即使肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS,也稱 「漸凍症」)致使他全身癱瘓,他仍然笑對人生,最後於 2014 年 8 月 28 日與世長辭。

乾貨 | 創世文檔:Hal Finney 的數字現金探索成果 RPOW

在 20 世紀 80 年代,從加州理工學院(California Institute of Technology)畢業的芬尼進入了剛崛起的電子遊戲行業。樂觀向上的他自然而然地與負熵主義者走到了一起。負熵主義(Extropianism)是加州技術自由主義者掀起的運動,從奧地利經濟學家和自由主義作家那裏汲取了很多靈感,主張利用納米技術、人工智能、太空旅行等未來技術作爲工具推動人類進入下一個發展階段。負熵主義者相信,如果科學和創新能夠在沒有政府幹預的情況下自由發展,那麼永生和其它超人類主義目標將得以實現。

芬尼還是個科技弄潮兒。當互聯網於 20 世紀 90 年代初首次面向大衆開放時,芬尼立即開始探索萬維網及這條全新信息高速公路的其它方面,很快就認識到了互聯網所蘊含的變革力量。萬維網的出現,使得人類擺脫了地理距離、文化差異和邊界,首次在全球範圍內建立聯繫。

但是,凡事都有另一面。芬尼深諳互聯網的設計權衡,知道網絡空間在創造新的可能性的同時也會帶來風險。由於通信數字化,任何人的對話都面臨被監控的風險。網絡也有可能成爲侵犯人們隱私的工具,對人類自由構成威脅。

芬尼意識到,不只是日常通信,金融交易也會面臨同樣的威脅。在數字化世界中,貨幣也會不可避免地走上數字化道路。這意味着,匿名支付可能會成爲歷史。

芬尼在 1993 年的文章中解釋說:「未來,我們的數據將被建成檔案,用來追蹤我們每個人的消費模式。當我通過電話訂購東西或使用 Visa 卡付款時,我在哪裏花了多少錢將被記錄下來。久而久之,隨着電子交易數量增多,人們的隱私性可能會受到嚴重侵犯。」

芬尼認爲,互聯網需要一種無法追蹤的貨幣形式來實現匿名交易,就像實物現金(你隨身帶着的紙幣和硬幣)一樣。互聯網需要數字現金。

數字現金的誕生

幸運的是,數字現金當時已經在開發中了。

芬尼後來寫道:「我已經深切地認識到,我們正在面臨隱私泄漏、計算機化蔓延、大型數據庫興起、中心化程度提高等問題。大衛·喬姆(David Chaum)爲我們指引了一個完全不同的方向,就是將權力交到個人而非政府和公司手中。計算機可以成爲解放和保護人們的工具,而非控制人們的枷鎖。」

密碼學家大衛·喬姆也預見到了這些問題,他提出了一種叫作 eCash 的數字現金設計,併成立了 DigiCash 公司來實現該系統。喬姆將 eCash 設計成了美元、歐元和日元等法幣的隱私層,打算將該技術出售給銀行。

芬尼很快就向圈子裏的其他負熵主義者推薦了喬姆的項目,還在負熵主義圈的主流雜誌《熵》上寫了一篇長達 7 頁的項目介紹。

芬尼在向技術自由主義者宣傳數字現金時寫道:「密碼學可以讓人們控制自己的信息,他們的控制權並非由政府授予,而是因爲只有他們擁有能夠訪問自己信息的密碼學鑰匙。這就是我們正在努力創造的世界。」

就在 1992 年,芬尼收到了另一位負熵主義者蒂姆·梅(Tim May)的邀請。梅與他在舊金山灣區的一些精通技術、注重隱私的好友【包括 DigiCash 的前僱員埃裏克·休斯(Eric Hughes)】召集了一羣黑客、計算機科學家和密碼學家,共同利用密碼學捍衛網絡隱私。

這個組織就是密碼朋克,他們將自主開發的軟件作爲武器,高呼 「密碼朋克要會寫代碼」 的口號。

芬尼確實寫過代碼,幫助密碼朋克組織取得了一些早期成功。他與休斯共同開發並運行了首個郵件轉發器:以匿名方式轉發郵件幫助人們實現隱私交流的服務器。當菲利普·齊默爾曼(Philip Zimmermann)發佈 PGP 時,芬尼成了該項目的主要貢獻者。爲了提高組織的影響力,他還舉辦了一場破解 Netscape 公司的 SSL 加密技術(弱化版)的比賽,最終由一位密碼朋克成功破解。

芬尼最感興趣的還是數字現金。每當密碼朋克郵件列表上出現其它電子現金提案(如 Magic Cash、Brands Cash 和 TrustBucks),芬尼總是迫不及待地做出點評。他尤其關注電子現金的隱私功能,經常會向其他密碼朋克解釋不同系統的運作原理,幫助他們理解不同數字現金解決方案的可能性和侷限性。只要談到這個話題,芬尼總能提供自己獨到的見解。

Hashcash 與工作量證明

1997 年,年輕的英國計算機科學家和密碼朋克亞當·巴克(Adam Back)提出了一個特別有趣的數字現金設計 Hashcash。顧名思義,這個方案採用 「工作量證明」 系統生成類似郵票的東西,作爲反垃圾郵件解決方案。比方說,在發送一封電子郵件之前,Hashcash 用戶需要使用這封郵件的部分內容和一些額外數據生成一個哈希值(一串看似隨機的數字),並將這個哈希值連同郵件一起發送給收件人。收件人只會接受包含 「有效」 哈希值的郵件,否則郵件將被退回。

這裏的關鍵在於,所有基於郵件的哈希值中只有部分會被視爲有效。這就意味着,用戶必須花一些算力(本質上來說是能源)來生成 Hashcash。對於發送簡單郵件的普通用戶來說,這點算力其實微不足道,可能只需花費幾秒的計算時間。然而,如果有人想要一次發送數百萬封垃圾郵件,爲每封郵件找到有效哈希值所需消耗的能源總和會讓他血本無歸。

巴克提議的方案可以用來支付郵費,但是不足以作爲成熟的貨幣。最重要的是,每個工作量證明都有與之唯一對應的郵件,也就是說 Hashcash 收件人無法將已經用過的工作量證明拿到別處使用。

無論如何,密碼朋克很快意識到 Hashcash 提供了一些非常有趣的東西。工作量證明引入了現實世界中稀缺資源(能源)的數字表示。由於稀缺性是貨幣的基本屬性,巴克和其他密碼朋克意識到,他們可以在工作量證明的基礎上構建一種全新的貨幣:一種完全不需要銀行背書的數字現金。

在之後的幾年,基於工作量證明的數字現金提案中最值得注意的兩個是尼克·薩博(Nick Szabo)的 Bit Gold 和 Wei Dai 的 B-Money。雖然這兩個提案都是很有趣的設計,但是它們依然存在一些弱點,對應的解決方案建議也很複雜,而且沒有經過充分考慮。可能是因爲這些緣故,這兩個提案都沒有真正實現。

與此同時,DigiCash 沒能成功實現 eCash 。喬姆的公司(深受 20 世紀 90 年代那批互聯網先鋒的追捧)在 20 世紀末申請了破產。

到了 21 世紀早期,密碼朋克運動日漸式微,數字現金的夢想變成了一段凋零的回憶。

RPOW 和遠程見證

但是,哈爾·芬尼這位堅定不移的樂觀主義者並不打算放棄。

2004 年,自芬尼首次在負熵主義者圈子裏推廣電子現金以來大約過去了 10 年,芬尼提出了自己的數字貨幣系統:可重複使用的工作量證明(RPOW)。雖然有所簡化,但是芬尼從 Bit Gold 中汲取了靈感,並採用了 Hashcash 的工作量證明系統來生成貨幣。

芬尼在其 RPOW 網站上解釋稱:「安全研究員尼克·薩博已經提出了一個相似的代幣概念 Bit Gold,並認爲代幣本質上是達到一定水平的工作量。薩博提出的概念比簡單的 RPOW 系統更加複雜,但他的洞見是精準的:RPOW 代幣具有黃金之類的稀有物質的屬性。開採金礦和鑄造金幣需要消耗人力和財力,因此賦予了黃金稀缺性。」

薩博和 Wei Dai 都因未能將其數字現金構想編寫成軟件而止步。芬尼則真正編寫出了一個 RPOW 原型。他邀請人們試用這個系統,並在一個以藍色和綠色爲主調並以帶有漫畫風格 RPOW logo 的極簡網頁上宣傳電子現金。(想象一下,就是在蝙蝠俠的上勾拳擊中反派下巴的位置配上 「POW」 字母的感覺。)

乾貨 | 創世文檔:Hal Finney 的數字現金探索成果 RPOW來源:https://web.archive.org/web/20090217090451/http://rpow.net/index.html

爲了實現這個原型,芬尼設置了一臺用來運行開源軟件的 RPOW 服務器。這臺服務器不僅充當發行新的 RPOW 代幣的鑄幣廠,還會驗證是否存在同一個用戶多次花費同一筆代幣的情況(「雙重花費」)。

我們通過具體的例子來了解 RPOW 的運作方式:假設 Alice 想要生成一個 RPOW 代幣。首先,她要連接芬尼的服務器,爲了獲得最佳隱私性,很可能是通過 Tor 建立連接。接着,Alice 會獲取服務器和她本人所獨有的數據,並對其進行哈希計算,直到找到有效的工作量證明爲止。然後,她會將這個工作量證明發送至服務器,再由後者檢查其有效性。如果有效,服務器將創建出一個獨一無二的 RPOW 代幣(其實就是一串數據),並將其發送給 Alice。服務器也會在本地數據庫中存儲這個代幣的副本。

Alice 想要花費這個 RPOW 代幣時,她只需將其發送給收款方,如 Bob,就可以從 Bob 那裏下載 MP3 文件。從技術角度來看,Alice 通過何種方式將這個代幣發送給 Bob 對於 RPOW 系統來說並不重要,只要她確保這個代幣在發送途中不被攔截即可。(使用 Bob 的公鑰加密過的消息就可以做到這點。)

Bob 收到這個 RPOW 代幣後,需要檢查其有效性,並確保它沒有被多次花費。爲此,他會立即將這個代幣發送至 RPOW 服務器,後者會使用軟件來驗證這個代幣是否包含在內部數據庫中,以及是否已經花掉了。如果通過驗證,RPOW 服務器會向 Bob 確認,然後 Bob 就會將 MP3 文件發送給 Alice。隨後,服務器會將這個 RPOW 代幣標記爲已花費,再也無法使用。最後,服務器會生成一個新的 RPOW 代幣,將其發送給 Bob 幷包含到內部數據庫中。Bob 就可以使用新的代幣……如此循環往復下去。這樣一來,這些代表單一工作量證明的代幣就可以永久流通。這就是可重複使用的工作量證明。

迄今爲止,這個系統都是可行的 —— 但是它需要用戶信任這個 RPOW 服務器的運營者(在這個例子中,運營者是芬尼)。芬尼可以對 RPOW 軟件動手腳,或是在不生成任何工作量證明的情況下鑄造 RPOW 代幣,或是神不知鬼不覺地發動雙花攻擊。

然而,芬尼不想強迫用戶信任 RPOW 服務器的運營者,即使這個運營者是他本人。因此,RPOW 服務器需要具備一個特殊的屬性。作爲這個系統的主要創新,RPOW 服務器運行在安全硬件組件 IBM 4758 上。IBM 4758 支持 「可信計算」。

簡而言之,這個抗篡改硬件包含一個由 IBM 嵌入的私鑰,因此沒有人(包括這個安全硬件組件的所有者,也就是芬尼本人)可以篡改或盜取。由於採用了遠程見證技術,這個私鑰可以生成證書來表明某個軟件運行在安全硬件組件上。有了這個證書,任何連接至 RPOW 服務器的人都可以驗證 RPOW 開源代碼是否運行在安全硬件組件上,沒有任何後門或其它調整。

芬尼在其 RPOW 網站上解釋道:「RPOW 系統的首要構建目標是,讓所有人(包括 RPOW 服務器的所有者和 RPOW 軟件的開發者)都無法違反系統規則並僞造 RPOW 代幣。如果沒有這種不可僞造性,RPOW 代幣就無法可信地代表人們爲創造它所付出的勞動。可僞造代幣更像是紙幣,而非 Bit Gold。」

RPOW 的命運

雖然 RPOW 得以面世,但是芬尼知道這個簡化版 Bit Gld 依然存在侷限性。

一方面,這個原型依賴於中心化服務器。開源代碼和可信計算制約了芬尼對系統的權力,但還是存在 IBM 員工惡意破壞系統的可能性。然而,一個更現實的擔憂是,芬尼可能會自願或被迫將 RPOW 服務器下線。這會導致所有 RPOW 代幣變得不可用。

然而,一個更嚴重的問題是,代幣會受到通脹的影響。隨着算力的價格逐步降低,生成有效工作量證明也會變得一年比一年容易。

芬尼在 RPOW 的網站上寫道:「如果摩爾定律(Moore's Law)成立,生成 POW 代幣的成本將穩步呈指數級下降。」 芬尼指出,在遙遠的將來,最難的工作量證明依然很難生成,而且計算性能的增長也會隨時間的推移而放緩。然而,他告訴讀者:「請記住,工作量證明既不是貨幣,也不是穩定的價值貯藏物,而是一種易於交易的計算機工作表示。」

在芬尼看來,他提出的 RPOW 系統更像巴克最初提出的 Hashcash 方案。雖然工作量證明可以 「重複使用」,但是 RPOW 代幣旨在成爲一種數字郵費形式 —— 而非真正意義上完全成熟的貨幣。用戶可以利用 RPOW 系統來抵禦垃圾郵件,在文件共享網絡中用作激勵,甚至在點對點撲克遊戲中充當籌碼,但是 RPOW 代幣不適用於儲蓄。

薩博和 Dai 試圖增加複雜性來解決通脹問題,芬尼卻選擇接受通脹。這使得 RPOW 在設計上簡單得多,但這或許也是 RPOW 與成功失之交臂的原因。由於缺少吸引人們持有 RPOW 代幣的經濟激勵,人們本身就沒有理由接受 RPOW 代幣作爲支付方式。這種情況下,沒人使用 RPOW 代幣付款,人們就更沒理由接受這種付款方式,從而陷入惡性循環。RPOW 面對的是先有雞還是先有蛋的因果困境。

電子現金系統要想獲得成功,必須通過某種方式解決這個因果困境。

芬尼的信念

2008 年 10 月,芬尼通過其訂閱的 Cryptography 郵件列表(被廣泛認爲是 Cypherpunks 郵件列表的精神延續)收到了一封電子郵件。在這封郵件中,中本聰(後來被認爲是化名)提出了一種新型電子現金:比特幣。與 RPOW 相同的是,比特幣同樣建立在 Hashcash 的工作量證明系統之上,不同的是比特幣不依賴於任何中央服務器。

比特幣雖然富有創新性,卻未立即收到熱烈反響。Cryptography 郵件列表上的絕大多數密碼朋克已經迎來送往了太多電子現金實驗項目,卻沒有看到哪個項目真正獲得了成功。而且對於比特幣方案,人們也有一些合理的擔憂:比特幣交易不具備即時性、掌握絕大多數算力即可控制整個系統,以及這個解決方案似乎很難擴展。

然而,樂觀的芬尼決定看向積極的一面。

芬尼在郵件列表中迴應道:「比特幣看起來很有前景。我喜歡他將系統的安全性建立在誠實參與者要控制比攻擊者更多算力的假設之上……我也認爲這樣一種產量可以預測且不受任何作惡者影響的不可僞造的代幣形式具有潛在價值。」

芬尼意識到比特幣解決了一個重要問題。中本聰找到了一種限制新貨幣發行量的方法。RPOW 代幣的生成會隨着算力價格降低變得越來越容易。相比之下,比特幣有一個固定的發行計劃表,它依然使用工作量證明生成新的代幣,但是巧妙地利用了難度調整算法來確保算力增加會提高生成新代幣的難度。(反之,算力減少會降低生成新代幣的難度。)

在通過 Cryptography 郵件列表羣發比特幣提議後只過了短短几個月,比特幣白皮書的匿名作者中本聰就公佈了代碼和發行計劃表。隨着時間的推移,比特幣的發行量會逐漸減少,直至達到供應量上限爲止:比特幣的數量永遠不會超過 2100 萬枚。

芬尼很快就指出了固定供應量的重要性:

「每當有新的貨幣誕生,首要問題就是如何衡量它的價值。即使我們不考慮它不會被人們接受這個實際問題,也很難想出合理的論點來論證它是有價值的。我們不妨來一場有趣的思維實驗,想象一下比特幣成功了,成爲了全球最主要的支付系統。那麼,比特幣的總價值就是全球財富總和。據估計,當前全球家庭財富的總和在 100 至 300 萬億美元之間。比特幣總共有 2000 多萬枚,每枚價值約爲 1000 萬美元。」

並總結道:

「因此,目前看來,花幾美分的算力就有可能生成比特幣,這或許是個不錯的嘗試,有可能帶來 1 億倍的回報!即使比特幣獲得如此巨大成功的可能性很小,它的價值真的能增長 1 億倍嗎?這是個值得思考的問題……」

芬尼認爲,代幣是可以有價值的,即使一開始只是投機價值。這可以激勵人們參與挖礦、持有代幣,並接受代幣作爲支付方式。比特幣解決了 RPOW 所未能解決的因果困境。當比特幣在 2009 年初正式上線時,芬尼就是首批礦工之一,還爲中本聰做了技術貢獻,成爲全球第一個收到比特幣轉賬的人,付款方是中本聰本人。

恰恰在這一年,芬尼被確診漸凍症。但他沒有被疾病擊垮。在他生命的最後一段時光,芬尼全身癱瘓,只能坐在輪椅上,靠呼吸機輔助呼吸。即使如此,他還在堅持使用眼球追蹤軟件爲比特幣寫代碼。芬尼告訴 BitcoinTalk 論壇的用戶:「我依然熱愛編程,是它給予了我目標。雖然做了一點調整,但是我的人生還不算太壞。」

直到現在,芬尼的樂觀精神也沒有隨着他的離世而消散。按負熵主義者的傳統,芬尼沒有選擇土葬或火葬。他的遺體由阿爾科生命延續基金會(Alcor Life Extension Foundation)零下低溫冷凍保存。也許,就像負熵主義者預測的那樣,人們有一天會找到治癒漸凍症的方法,科技的進步終會讓芬尼起死回生。

誠然,在大多數主流科學家的不屑一顧之下,比特幣成功的概率微乎其微。但是,如果沒有芬尼這樣樂觀的 「賭徒」,中本聰或許也只能淪爲無名之輩。

注:

1. 弗雷德·羅傑斯是美國一檔兒童節目《羅傑斯先生的左鄰右舍》的主持人,被觀衆親切地稱爲 「美國爸爸」。

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