1.1 從實體貨幣到數字貨幣

區塊鏈最初的思想誕生于無數先哲對于用數字貨幣替代實體貨幣的探討和設計中。

1．貨幣的歷史演化

眾所周知，貨幣是人類文明發展過程中的一大發明。其最重要的職能包括價值尺度、流通手段、貯藏手段等。很難想象離開了貨幣，現代社會龐大而復雜的經濟和金融體系如何保持運轉。也正是因為它如此重要，貨幣的設計和發行機制是關系到國計民生的大事。

歷史上，在自然和人為因素的干預下，貨幣的形態經歷了多個階段的演化，包括實物貨幣、金屬貨幣、代用貨幣、信用貨幣、電子貨幣、數字貨幣等。近代以前相當長的一段時間里，貨幣的形態一直是以實體的形式存在，可統稱為“實體貨幣”。計算機誕生后，為貨幣的虛擬化提供了可能性。

同時，貨幣自身的價值依托也不斷發生演化，從最早的實物價值、發行方信用價值，直到今天的對科學技術和信息系統（包括算法、數學、密碼學、軟件等）的信任價值。

2．紙幣的缺陷

理論上，一般等價物都可以作為貨幣使用。當今世界最常見的貨幣制度是紙幣本位制，因為紙質貨幣既方便攜帶、不易仿制，又相對容易辨偽。

或許有人會認為信用卡等電子方式相對于紙幣等貨幣形式使用起來更為方便。確實，信用卡在某些場景下會更為便捷，但它依賴背后的集中式支付體系，一旦碰到支付系統故障、斷網、缺乏支付終端等情況，信用卡就無法使用。另外，貨幣形式相對電子支付方式還可以提供更好的匿名性。

目前，無論是貨幣形式，還是信用卡形式，都需要額外的支持機構（例如銀行）來完成生產、分發、管理等操作。中心化的結構固然易于管理，但也帶來了額外成本和安全風險。諸如偽造、信用卡詐騙、盜刷、轉賬騙局等安全事件屢見不鮮。

很顯然，如果能實現一種數字貨幣，既有貨幣方便易用的特性，又能消除紙質貨幣的缺陷，無疑將極大提高社會整體經濟活動的運作效率。

讓我們來對比一下現有的數字貨幣（以比特幣為例）和現實生活中的紙幣，兩者的優劣見表1-1。

可見，數字貨幣并非在所有領域都優于已有的貨幣形式。要比較兩者的優劣應該針對具體情況具體分析。不帶前提地鼓吹數字貨幣并不是一種科學和嚴謹的態度。實際上，仔細觀察數字貨幣的應用情況就會發現，雖然以比特幣為代表的數字貨幣已在眾多領域得到應用，但目前還沒有任何一種數字貨幣能完全替代已有貨幣。

另外，雖然當前的數字貨幣“實驗”已經取得了巨大成功，但局限也很明顯：其依賴的區塊鏈和分布式賬本技術還缺乏大規模場景的考驗；系統的性能和安全性還有待提升；資源的消耗還過高等。這些問題的解決，有待金融科技的進一步發展。

3．“去中心化”的技術難關

雖然數字貨幣帶來的預期優勢可能很美好，但要設計和實現一套能經得住實用考驗的數字貨幣并非易事。

現實生活中常用的紙幣具備良好的可轉移性，可以相對容易地完成價值的交割。但是對于數字貨幣來說，數字化內容容易被復制，數字貨幣持有人可以將同一份貨幣發給多個接收者，這種攻擊稱為“雙重支付攻擊”（double-spend）”。

也許有人會想到，銀行中的貨幣實際上也是數字化的，因為通過電子賬號里面的數字記錄了客戶的資產。說的沒錯，有人稱這種電子貨幣模式為“數字貨幣1.0”，它實際上依賴于一個前提：假定存在一個安全可靠的第三方記賬機構負責記賬，這個機構負責所有的擔保環節，最終完成交易。

中心化控制下，數字貨幣的實現相對容易。但是，很多時候很難找到一個安全可靠的第三方記賬機構來充當這個中心管控的角色。

例如，發生貿易的兩國可能缺乏足夠的外匯儲備用以支付；匯率的變化等導致雙方對合同有不同意見；網絡上的匿名雙方進行直接買賣而不通過電子商務平臺；交易的兩個機構彼此互不信任，找不到雙方都認可的第三方擔保；使用第三方擔保系統，但某些時候可能無法連接；第三方的系統可能會出現故障或受到篡改攻擊……

這個時候，就只有實現去中心化（de-centralized）或多中心化（multi-centralized）的數字貨幣系統。在“去中心化”的場景下，實現數字貨幣存在如下幾個難題：

貨幣的防偽：誰來負責對貨幣的真偽進行鑒定；

貨幣的交易：如何確保貨幣從一方安全轉移到另外一方；

避免雙重支付：如何避免同一份貨幣支付給多個接收者。

可見，在不存在第三方記賬機構的情況下，實現一個數字貨幣系統的挑戰著實不小。能否通過技術創新來解決這個難題呢？

眾多金融專家、科研人員向著這個方向不懈努力了數十年，創造出了許多具有深遠影響的巧妙設計。