HTT:巴比特原創 | 區塊鏈將引爆跨學科研究，比特幣是第一顆“核彈”_TPS

戰爭因其非預期的后果而臭名昭著，但其也加速了組織、科學、技術、社會和變革，第一次世界大戰就是這樣的例子，1919年，一些學術團體的代表成立了美國學術團體理事會，之后的五年里，“跨學科”一詞開始出現，其最初的含義相當于“合作研究”。

跨學科研究涉及將兩個或多個學科結合到一個活動或者項目當中，其思考方式是通過跨越邊界來創造某種東西，比如HIV/AIDS和全球變暖問題，就需要運用不同的學科才能去嘗試解決這種復雜問題。

而新出現的區塊鏈，它也是一種跨學科的產物，其涉及到的學科種類非常繁多，主要有數學、計算機科學、密碼學、經濟學、法學，此外還可能會涉及到學、哲學乃至宗教學等。

因此想要真正地掌握區塊鏈，實際上是一件極其困難的事情，而在當今世界上，能夠同時精通這些學科的人是極其罕見的，而比特幣神秘的創造者satoshinakamoto就是這樣的一個人或者群體。

本文旨在簡單地提煉出區塊鏈涉及到的學科及一些具體的分支，如果我們把區塊鏈當作是一個兵工廠，那么接下來我們要做的，就是將它一點一點整理出來，然后再組裝成武器，為接下來可能爆發的區塊鏈戰爭作好準備。

(區塊鏈主要涉及的學科)

一、區塊鏈與數學

在區塊鏈的世界里，我們會遇到一大堆奇怪的術語，例如“coinbase”、“merkleroot”、“block”等，而這些術語背后，其實都是數學在作為基礎，而數學作為一個基礎支柱層，它支撐著密碼學和計算機科學，比如上圖中提到的有限域和代數曲線，它們就是比特幣區塊鏈橢圓曲線算法ECDSA的基礎，而像零知識證明算法，則是運用到了更多復雜的數學計算，也因此，區塊鏈本質上是建立在數學基礎之上的，反過來，它的興起也在促進人們對數學學科的探索。

Michael Novogratz：BTC牛市即將到來:金色財經報道，Galaxy Digital首席執行官Michael Novogratz在最近的討論中表示，最清晰的交易將是繼續做多黃金、做多歐元、做多比特幣和做多以太坊。這些資產應該在美聯儲停止加息然后降息的情況下表現良好。在 2023 年的最后幾個月，比特幣的價格將達到約 4 萬美元，最終將為加密貨幣領域增加約 2000 億美元。[2023/5/23 15:19:55]

二、區塊鏈與計算機科學

計算機科學實際是涉獵非常廣泛的學科，并且它與密碼學的關系非常密切，在本文當中，我們主要講的是編程語言和分布式計算。

2、1關于編程語言

當我們要使用某種區塊鏈時，就需要去下載該區塊鏈的軟件，而軟件就是通過編程語言編寫的，例如比特幣最初的客戶端就是中本聰通過c++語言編寫的，后面core還添加了Python語言版本，而另一大區塊鏈平臺以太坊，則擁有多個語言版本的客戶端，例如使用Go語言的go-ethereum，使用javascript語言的ethereumjs-lib，使用Rust語言的Parity等，此外，以太坊的智能合約則是通過solidity或者Vyper語言編寫的

，又或者Facebook正在開發的Libra穩定幣項目，它是通過一種新的編程語言Move

編寫的。

隨著區塊鏈的發展，一些原本較為小眾的語言開始逐漸發光，例如Rust語言就是這樣的例子，此外，Go語言也越來越受區塊鏈開發者們的歡迎，總的來說，當前區塊鏈世界的編程語言選擇思路大體上可分為四種，一種思路是像以太坊那樣使用各種編程語言編寫客戶端，然后讓用戶自己去進行選擇，另一種則是主動選擇一種偏主流的語言去編寫客戶端，還有一種是重點考慮安全性去選擇最合適的語言，最后一種是像Facebook這樣的大廠自己去重新開發一門編程語言，至于哪種語言或者方式才是最合適的，這便是一個仁者見仁智者見智的話題了。

Sentiment：即將公布用戶資產返還計劃:金色財經報道，DeFi借貸協議Sentiment今日凌晨發布聲明稱，已成功追回超過90萬美元被盜資金。UTC時間4月4日，攻擊者竊取大約96.6萬美元的資產。當天團隊在鏈上告知攻擊者，將允許其保留9.5萬美元作為報償，若攻擊者在UTC時間4月6日8:00之前歸還剩余資金，將不對其采取法律行動。

截至UTC時間4月6日0:44，攻擊者已經歸還約定金額的資金。根據約定，Sentiment將結束對攻擊者身份的調查。團隊現在可以把所有的精力和注意力放在用戶資產返還計劃上，該計劃將在未來24小時內發布。

據此前報道，Sentiment于北京時間4月5日凌晨在Arbitrum網絡被盜約517枚ETH，根本原因在于Balancer的只讀可重入性。[2023/4/7 13:49:56]

2、2關于分布式計算

在計算機科學中，分布式系統是指一組計算機通過網絡相互連接并通信后，協調各計算機行為而形成的系統，組件之間彼此進行交互以實現一個共同的目標，而區塊鏈世界里的分布式系統主要類型有對等式架構和多層架構。

所謂對等式架構，是指沒有提供特殊權限的體系結構，而系統中享有同等權利的節點我們稱其為對等節點，使用這種架構的區塊鏈，其去中心化程度是相對較高的，因此會有難以篡改的特性，但這種架構帶來的弊端就是可擴展性較差，而其中最好的例子就是比特幣。

與分布式計算密切相關的，就是共識算法，經典的共識算法有Paxos算法、Raft算法，而目前區塊鏈市場上普遍使用的共識算法主要分為PoW、PoS、DPoS、PBFT等幾個大類。

特斯拉CEO埃隆·馬斯克宣布出售特斯拉股票:11月9日，據市場消息：特斯拉CEO埃隆·馬斯克宣布出售特斯拉股票。(金十)[2022/11/9 12:36:36]

這些共識算法的權衡側重點不同，因此很難進行同維度的比較。

在區塊鏈世界，我們也會看到多層架構，這與web應用有些類似，像比特幣采用的是主鏈+閃電網絡+側鏈的架構，以太坊則是ETH1.0+ETH2.0的架構，另外，當前還有像bloXroute這樣的layer-0層擴展協議，但尚未接受廣泛測試和驗證。

2、3關于集成電路和量子計算

在公鏈領域，維護網絡是存在激勵的，在比特幣早期時代，參與網絡共識的礦工是使用的CPU設備進行挖礦，此后又過渡到GPU，再之后就發展到ASIC挖礦時代，而生產這些設備的公司是當前區塊鏈行業最富有的一個群體。

這些年來，加密貨幣ASIC芯片的發展非常迅速，從13年的110nm到現在主流的7nm芯片，比特幣網絡的算力在這段時期更是經歷了大約80萬倍的增長，這大大增加了比特幣區塊鏈網絡的安全度，使其賬本的公信力越來越強。

而另一個備受關注的計算機領域——量子計算，其與區塊鏈行業也是密切相關的，如果說，今天的區塊鏈不去發展，那么20年后成熟的量子計算技術將對區塊鏈造成極大的破壞，這一點或許也是華為創始人任正非所講到的“區塊鏈在量子計算面前一錢不值”的本意。

簡單說，假設我們能夠穿越時空，然后拿到大約20年后成熟的量子計算機，那么我們就可以使用它去計算出今天大約1/3流通量的比特幣，但問題在于，我們并沒有能夠穿梭時空的機器，而區塊鏈技術也是在不斷發展的，相關的抗量子算法的研究會更容易落地，也就是說，最終量子計算成熟后，其對區塊鏈并不會構成威脅，反而會是起到促進的作用。

CFTC主席：良好的監管可能會促使加密行業的增長:金色財經報道，美國商品期貨交易委員會（CFTC）主席Rostin Behnam周四表示，加密行業“只會在有監管的情況下才能出現機構流入的巨大機會”。

Behnam表示，如果我們有一個良好的監管，增長可能會發生。如果有一個受CFTC監管的市場，比特幣的價格可能會翻倍。

Behnam還宣布支持參議院農業委員會提出的一項法案，該法案將授權CFTC作為加密行業的主要監管機構。這將解決CFTC和證券交易委員會（SEC）之間關于誰來監管加密行業的長期爭議。（Forkast）[2022/9/29 22:39:55]

三、區塊鏈與密碼學

3、1關于哈希函數

加密哈希函數是將任意大小的數據映射成固定大小字符串的算法，哈希函數通常需要兩個安全性要求：

單向性和

抗碰撞性，前者確保底層哈希函數不可逆，而后者則意味著我們難以找到具有相同哈希值的兩個輸入。對于哈希函數，存在的兩種威脅分別是哈希碰撞攻擊和生日攻擊。

。

而在區塊鏈世界，最常用的哈希函數是SHA256，它是SHA系列中的加密算法之一，而比特幣的地址生成使用了雙重SHA256機制，從而提高了系統的安全性。

另外，在區塊生成、簽名消息摘要等地方，也都需要用到哈希函數。

3、2關于數字簽名

除了哈希函數之外，數字簽名也是區塊鏈中另一個必不可少的密碼學組件，它們的存在，可以保證數據源的驗證、不可抵賴性和完整性，這使得對手方不能在新消息上偽造有效簽名。

Bitpanda宣布成為Circle歐元穩定幣啟動合作伙伴:金色財經報道，據 Bitpanda Pro官方博客消息，該交易平臺宣布成為 Circle 及其最新歐元穩定幣 Euro Coin（EUROC）正式啟動合作伙伴，并在Bitpanda Pro 上線首個 EUROC/EUR 交易對。[2022/7/5 1:51:31]

在當前的區塊鏈世界，ECDSA和EdDSA是最常用的兩種數字簽名方案，比如當前的比特幣和以太坊就是采用的ECDSA，而Monero則是采用的EdDSA。

然而，這些簽名方案并不是會一直被使用下去的，例如比特幣開發者們就在討論采用Schnorr簽名來替換掉當前的ECDSA簽名方案，而以太坊則會采用BLS簽名方案，這些簽名方案都有自己的獨特之處，而它們共同存在的好處是可聚合簽名，節省區塊空間。

3、3關于零知識證明

所謂零知識證明，它要解決的問題，是讓證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的，簡單說，它可以解決區塊鏈的隱私問題。

隨著區塊鏈的發展，相關的零知識證明方案不斷涌現了出來，例如Zcash使用的zk-SNARKs，Monero、Grin采用的Bulletproofs，以太坊3.0計劃使用的Zk-STARKs等。

而這些不同的零知識證明方案也有著各自的權衡，有的證明大小較小、驗證較快，但需要可信設置，有的則不需要可信設置，但證明較大，而對于我們一般用戶而言，似乎用戶體驗和相關費用可能會是更為關鍵的考慮因素，這也是區塊鏈項目方需要去重點考慮的問題。

四、區塊鏈與經濟學

4、1區塊鏈與博弈論

博弈論是研究參與者在系統的定義范圍內做出的邏輯決策，而運用某些激勵結構和機制，就可以導致參與者的行為變得可預測和誠實。

博弈論的典型例子被稱為囚徒困境，而一個博弈的解稱為納什均衡。

例如，比特幣網絡通過獎勵礦工BTC來激勵他們使用自己的計算能力來保護網絡，節點之間的共識是通過工作量證明算法達成的，比特幣的天才設計之處在于故意讓挖礦變得困難和低效，從而使惡意參與者付出代價，這樣，網絡就可以確保節點不會偏離協議，這種促進良好行為和阻止不良行為的設置，就是運用到了博弈論。

而以太坊2.0采用的PoS系統，還進一步設置了懲罰措施，以懲罰惡意行為或者其他對系統不利的行為。

4、2區塊鏈與奧派經濟學

奧地利經濟學是起源于奧地利維也納的一種學派，這一經濟學派非常重視自由市場，他們認為市場在沒有任何外部力量干預的情況下會運行得最好，這是一種自下而上的工作方式，它與當前主流的凱恩斯經濟學派是是相對立的，大多數的比特幣學家都傾向于奧派經濟學。

五、區塊鏈與法學

由于區塊鏈世界當中，公鏈存在著原生資產，因此區塊鏈與金融是密切相關的，而這些資產在不同的國家便會有不同的定義。

例如在中國，比特幣、以太幣等公鏈等原生資產就屬于商品范疇，而ICO、IEO、STO等融資發代幣的行為就屬于涉嫌非法融資，是不被國家許可的。

而在美國，比特幣、以太幣等則屬于財產或大宗商品范疇，用戶需要進行納稅，而多數ICO代幣項目就屬于證券范疇，會受到SEC的監管，如果沒有進行注冊，則會遭到處罰甚至無法繼續項目的運營。

而隨著區塊鏈穩定幣的影響力越來越大，現有法律可能會得到更新。

相比之下，無幣區塊鏈則與法律相對較遠。

六、小結

區塊鏈是一個橫跨了多種學科的新生領域，無論是有幣的公有鏈還是無幣的聯盟鏈，都具有很大的嘗試價值，而且在研究方向上，公鏈相對于聯盟鏈會更具顛覆意義，但前者也會伴隨著大量的法律風險。

區塊鏈的技術戰爭已處在爆發邊緣，而這勢必將引發跨學科研究的新一輪高潮，如果說比特幣是區塊鏈世界的第一顆“核彈”，那么，接下來，我們還將迎來更多的區塊鏈“殺傷性武器”。

參考資料：

1.ANoteontheOriginof“Interdisciplinary”：https://items.ssrc.org/from-our-archives/a-note-on-the-origin-of-interdisciplinary/?

2.https://en.wikipedia.org/wiki/Interdisciplinarity?

3.https://www.8btc.com/article/516934?

4.https://www.8btc.com/article/433776?

5.https://www.blockchain.com/charts/hash-rate?timespan=all?

6.https://www.8btc.com/article/377559?

7.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S108480451830362X?

8.https://www.8btc.com/article/382107?

9.https://www.8btc.com/article/488095?

10.https://www.8btc.com/article/359642?

11.https://www.8btc.com/article/484995?

12.https://www.8btc.com/article/520460?

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