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”_區塊鏈

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。

BitMEX聯創Arthur Hayes向Coinbase轉入約7.5 萬枚USDC:金色財經報道，據Lookonchain監測，BitMEX聯創Arthu rHayes于北京時間今日12:00左右向Coinbase轉入約7.5萬枚USDC，此前其曾在推特表示計劃購買一些山寨幣。據Lookonchain統計，目前Arthur Hayes控制的0xA86e開頭和0x534A開頭地址中，持有的代幣包括以太坊、GMX、ENS、LOOKS、WILD、FXS以及SUSHI等，總價值近3000萬美元。[2023/6/7 21:21:53]

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。

近24小時有4,887.27枚BTC流出交易所錢包:金色財經報道，數據顯示，近24小時有4,887.27枚BTC流出交易所錢包，近7天有2,256.1枚BTC流出交易所錢包，近30天有28,965.47枚BTC流出交易所錢包。截至發稿時，交易所錢包余額合計為1,885,980.25枚BTC。[2023/4/16 14:06:23]

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。

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。

加密衛星公司Cryptosat和DoraHacks在國際空間站完成零知識證明實驗:1月12日消息，加密衛星開發商 Cryptosat 和全球黑客馬拉松組織者 DoraHacks 合作，在國際空間站 (ISS) 上進行了第一個在太空中發射零知識 (ZK) 證明系統的成功實驗。DoraHacks 和 Cryptosat 表示，在國際空間站上進行的實驗證明了基于衛星的計算環境能夠執行使用 ZK 證明協議所需的部分可信設置過程。 Cryptosat 稱，ZK 證明實驗的成功是證明空間計算環境有效性的重要一步，Cryptosat 正在尋求將一組立方體衛星送入軌道并建立其衛星群。[2023/1/13 11:09:04]

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。

Gartner副總裁：Web3是建立在區塊鏈協議上的新技術堆棧:金色財經報道，Gartner副總裁Avivah Litan討論了最近發布的Gartner 2022年區塊鏈和Web3炒作周期，Avivah Litan表示，Web3是建立在區塊鏈協議上的新技術堆棧，支持去中心化Web應用程序的開發，并使用戶能夠控制自己的身份、內容和數據。這些技術包括隱私保護協議、去中心化治理和去中心化應用平臺。這些創新最終將支持分散式網絡，該網絡將與我們每天使用的當前 Web 2.0 集成。

Web3 支持新的商業和社交模式。例如，智能合約運行的應用程序消除了控制中心化實體的中介和管理開銷。包括加密貨幣在內的代幣為 Web3 的商業模式和經濟性提供動力，并內置于區塊鏈協議中。Web3 支持新的商機，例如以 NFT 形式對創作者擁有和管理的內容進行可編程性和貨幣化。?

元宇宙將需要 Web3 啟用的許多功能。例如，元界可以受益于 Web3 的標記化，以在純虛擬環境中存儲和交換價值。Metaverse 和 Web3 不會合并為一個實體，但它們是對未來互聯網的互補愿景。[2022/8/31 12:59:02]

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。

三、區塊鏈與密碼學

Celestia：啟動區塊鏈就像部署智能合約一樣簡單:8月15日消息，Celestia希望通過使用自己的規則輕松部署自己的區塊鏈，賦予在線社區自己的主權。

上周，在韓國區塊鏈周2022上，Celestia聯合創始人Ismail Khoffi表示在接受Cointelegraph采訪時表示，該項目的愿景是分離共識和應用執行層，為去中心的應用構建者解鎖新的可能性。Celesita基本上是一個剝離的極簡層區塊鏈，為用戶提供了易于部署自己的區塊鏈或第二層匯總的基礎設施。Khoffi表示，開發者和社區可以“點擊一個按鈕”，部署自己獨立的、定制的區塊鏈。

（Cointelegraph）[2022/8/15 12:26:09]

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。

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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