比特币就是时间

时间对我们来说仍然是一个巨大的谜团。它不过是一个概念;我们不知道它是否存在...

时间就是金钱，或者俗话说。因此，金钱也是时间：人类储存的集体经济能量的代表。但是，时间和金钱之间的联系比起初看起来更复杂。如果金钱不需要时间创造，那么它就不能很好地发挥作用，或者作用时间不长。如我们将看到的那样，更深刻地讲，跟踪信息领域中的事物始终意味着跟踪时间。

金钱数字化后，我们必须就时间的定义达成共识，这就是整个问题所在。您可能会认为告诉时间就像在附近的时钟上扫视一样容易，并且在日常工作中您是正确的。但是，当要同步全球，对抗性，分布式网络的状态时，告诉时间几乎是一个棘手的问题。如果时钟不受信任，您如何得知时间？如果您的系统跨越银河系，您如何创建奇异时间的概念？您如何在永恒的领域中衡量时间？那什么时候呢？

要回答这些问题，我们将不得不更仔细地研究时间本身的概念以及比特币如何构成自己的时间：区块时间-通常被称为区块高度。我们将探讨为什么计时问题与保存记录密切相关，为什么去中心化系统中没有绝对的时间，以及比特币如何利用因果关系和不可预测性来建立自己的现在感。

计时装置已不止一次地改变了文明。正如刘易斯·芒福德（Lewis Mumford）在1934年指出的那样：“时钟，而不是蒸汽引擎，是现代工业时代的关键机器。”如今，它再次成为一种正在改变我们文明的计时装置：时钟而不是计算机是现代信息时代的真正钥匙机器。这个时钟是比特币。

让孩子学会数数事物，从而获得数字的概念。为了计数的目的，这些东西被认为是相同的，它们可能是单个对象或组。

从广义上讲，有两种方法可以跟踪事物：物理令牌和分类帐。您可以直接使用真实世界的人工物品，例如给某人一个贝壳，一枚硬币或其他有形物品，或者可以通过在纸上写下所发生的事情来复制世界的状态。

想象你是一个牧羊人，想确保你的整个羊群都回到家中。您可以在每只绵羊上套上项圈，当绵羊回到家中时，您只需卸下项圈并将其挂在棚子里即可。如果每个领子都有一个衣架，那么一旦所有衣架装满，您就会知道每只羊都安全返回了。当然，您也可以对它们进行计数并保存清单。但是，您每次开始计数时都必须确保创建一个新列表，并且还必须确保不对单个绵羊进行两次计数（或根本不计数）。

金钱本质上是一种追踪谁欠谁的东西的工具。从广义上讲，到目前为止，我们用作货币的一切都分为两类：物理制品和信息清单。或者，使用更常见的说法：令牌和分类帐。

重要的是要认识到这些类别的固有差异，因此让我明确指出：第一种方法“物理标记”直接表示事物的状态。第二个“分类帐”间接反映了事物的状态。每个都有优点和缺点。例如，令牌是物理的和分布式的；分类帐是信息性的和集中的。令牌本质上是不可信的；分类帐不是。

在数字领域中-无论营销专家多么努力地使您相信相反的情况-我们只能使用分类帐。这是一个信息领域，而不是物理领域。即使您将某些类型的信息称为``令牌''，它仍然是易碎的信息，记录在硬盘或其他可以容纳信息的介质上，可以有效地将其呈现为信息记录。

所有数字信息的类似账本的性质是双花问题的根本原因。信息永远不会直接代表世界的状态。此外，信息的移动意味着复制。信息存在于一个地方，要“移动”它，您必须将其复制到另一个地方并从源头删除它。在物理领域不存在此问题。在物理领域中，我们实际上可以将事物从A移到B。信息领域没有此属性。如果要将信息从列表A``移动''到列表B，则必须将其从A复制到B.没有其他方法。

考虑它的另一种方法是在唯一性方面。物理令牌是原子的独特复合物，其组装不易复制。纯信息不具有此属性。如果您可以阅读信息，则也可以完美地复制它。实际上，可以得出结论，物理令牌是唯一的，而数字令牌不是唯一的。我什至会争辩说“数字令牌”是一个误称。令牌可能代表秘密信息，但绝不会代表唯一，单一，不可复制的信息。

属性上的这种差异表明，实际上没有办法“移交”信息。像传递物理令牌那样传递数字令牌是不可能的，因为您永远无法确定原始所有者是否破坏了他的信息。像所有信息一样，数字令牌只能像一个想法一样散布。

…如果您有一个苹果，而我有一个苹果，然后我们交换苹果—我们每个人最终只有一个苹果。但是，如果您和我有一个主意，并且我们交换主意，我们每个人都会得到两个主意。

实物代币－我们称之为实物不记名资产或“现金”没有这种困境。在现实世界中，如果您递给我一枚硬币，那么您的硬币就不见了。硬币没有神奇的复制品，给我的唯一方法是亲自交出。物理定律不允许您花双倍的钱。

尽管在非数字领域确实存在双重支出-乔治•帕克（George Parker），但想到了著名的布鲁克林大桥和其他地标“双重支出”的骗子艺术家-它需要精心的欺骗和狡猾的买家。在数字领域并非如此。

在数字领域，因为我们一直在处理信息，所以双花是一个固有的问题。众所周知，曾经复制文件或使用过复制粘贴功能的每个人都知道，信息是您可以完美复制的东西，它并不绑定到承载它的介质上。例如，如果您有数码照片，则可以将其复制一百万次，将一些副本存储在USB记忆棒上，然后将其发送给成千上万的人。完美的副本是可行的，因为信息允许进行完美无误的纠错，从而消除性能下降。最重要的是，几乎没有复制费用，也没有办法告诉原件是什么。

再说一遍：涉及信息时，就是复制。根本没有办法将数字信息从A移动到B。信息总是从A复制到B，如果复制过程成功，则将删除A的原始副本。这就是为什么双重支出问题如此棘手的原因。没有中央机构，无法以无信任的方式将任何东西从A移到B.您始终必须相信原件将被删除。一个自然的副作用是，当涉及数字信息时，无法确定存在多少副本以及这些副本可能在哪里。

因此，使用数字“代币”作为金钱既不可能也永远行不通。由于令牌由于其独特的物理构造而难以复制，因此获得了可靠性，因此这种优势在数字领域中消失了。在数字领域，令牌不能被信任。由于信息固有属性的性质，数字货币唯一可行的格式不是令牌而是分类帐，这使我们陷入了时间问题。

当涉及到物理令牌时，交易时间并不重要。您要么在口袋里有硬币，要么没有。您可以花钱，也可以花钱。简单的拥有行为是支出的唯一前提。自然法则负责其余的一切。从这个意义上讲，物理令牌是不可信且永恒的。

当谈到分类帐时，实际拥有权就落到了路旁。谁控制着分类账，谁都需要确保一切井井有条。物理定律以其他方式规定，即您不能花费自己没有的钱，也不能花费以前已经花费的钱，必须由人为规则来强制执行。这些规则支配账本的有序操作和维护，而不是自然法则。

从物理定律转向人为规则是问题的症结所在。人为的规则可以弯曲和折断，而物理定律则没有那么多。例如，您不能简单地“弥补”物理金币。您必须将其挖掘出来。但是，您绝对可以在纸上制成金币。为此，您只需在分类账中添加一个条目并给自己几个硬币即可。或者，就中央银行而言，只需用很少的计算机按键就增加数万亿美元。 （花哨的金融人士称其为“再抵押”，“部分储备银行业务”或“量化宽松”，但不要被愚弄，它们都是一样的：赚钱。）

为了使分类帐和操纵分类帐的人保持诚实，需要进行定期，独立的审核。对账本中的每个条目进行会计核算的能力并不是一种奢侈。审计师需要能够检查账簿-及时向后-keep保持分类帐的诚实和有效。没有可靠的时间戳，就不可能验证分类帐的内部一致性。建立明确秩序的机制至关重要。

没有绝对的时间感，就无法确定交易顺序。如果没有明确的交易顺序，就无法遵循分类账规则。您还能如何确保实际拥有多少钱？您还能如何确保一切井井有条？

代币和分类账之间的区别突出了保持时间追踪的必要性。在物理领域，硬币是永恒的文物，可以在无人监督的情况下进行交换。在数字领域，标记时间戳记需要加盖时间戳。

解决双重支出问题的常见方法是“确保数字转帐仅发生一次”，这是拥有交易的集中清单。有了交易的集中列表后，您将拥有一个单一分类账，可以作为唯一的事实来源。解决双重支出问题很容易，只需仔细阅读清单并确保所有内容正确加总即可。这就是PayPal，Venmo，Alipay以及世界上所有银行（包括中央银行）通过中央机构解决双重支出问题的方式。

当然，问题在于收款人无法验证其中一位所有者没有两次花费硬币。一种常见的解决方案是引入受信任的中央机构（mint），该机构检查每笔交易是否有双花。 […]这种解决方案的问题在于，整个货币体系的命运取决于经营铸币厂的公司，每一笔交易都必须像银行一样经过铸币厂。

值得指出的是，中本聪并未设法使信息不可复制。比特币的每个部分-包括其源代码，分类账和您的私钥-都可以复制。所有这些都可以复制和篡改。但是，中本聪设法建立了一个系统，使违反规则的副本完全没有用处。比特币网络进行复杂的舞蹈，以确定哪些副本有用，哪些无效，而正是这种舞蹈将稀缺性带入了数字领域。就像每支舞一样，需要用时标尺来指示节奏。

即便是集中式分类帐，也只能通过一致的方式来跟踪时间来解决双重支出问题。您总是需要知道谁给了谁，最重要的是：何时。在信息领域，没有时间戳就没有硬币戳。

必须强调的是，在分布式系统中将事件与时间点相关联是不可能的，这是无法解决的问题，因此中本聪（Satoshi Nakamoto）提出了一种解决方案之前，就不可能进行去中心化的分类账。

时间和秩序有着非常亲密的关系。正如莱斯利·兰伯特（Leslie Lamport）在1978年的论文《分布式系统中的时间，时钟和事件的排序》中指出的那样：“时间的概念是我们思维方式的基础。它源自事件发生顺序的更基本概念。”缺乏协调的中心点，``之前''，``之后''和``同时''的看似直观的概念破裂了。用Lamport的话来说：“先发生”的概念定义了分布式多进程系统中事件的不变部分排序。

措辞不同：如果不允许某人负责，谁应该负责时间？如果没有中心参考框架，如何获得可靠的时钟？

您可能会认为解决此问题很容易，因为每个人都可以使用自己的时钟。这只有在每个人的时钟都准确的情况下才有效，更重要的是，每个人的演奏都很好。在对抗系统中，依赖单个时钟将是一场灾难。而且，由于相对性，它在整个空间中无法始终如一地工作。

作为一个经过思考的实验，想象一下如果每个人都负责自己的时间，那么如何欺骗系统。您可以假装您现在发送的交易实际上是从昨天开始的-由于某种原因它才被推迟-因此，您仍然可以拥有今天花费的所有资金。由于每个分散式系统中固有的异步通信，因此该场景不仅仅是一个理论上的思想实验。消息确实确实延迟了，时间戳不准确，而且由于相对论效应和我们宇宙的自然速度限制，很难分辨中央权威或观察员所缺少的事物的顺序。

为了更好地说明问题的可能性，让我们看一个具体的例子。想象一下，您和您的业务伙伴都可以访问您的公司银行帐户。您在世界各地开展业务，因此您的银行帐户在瑞士，在纽约，而您的商业伙伴在悉尼。对您来说，这是1月3日^ rd ^，您在酒店度过了一个美丽的星期日晚上。对于她来说，已经是星期一早上了，因此她决定使用您的共享银行帐户的借记卡购买早餐。费用是27美元。可用余额为$ 615。当地时间是上午8:21。

同时，您将使用另一个链接到同一银行帐户的借记卡支付住宿费用。费用是599美元。可用余额为$ 615。当地时间是下午5:21。

如此一来-正好在同一时刻-你们都在刷卡了。怎么了？ （亲爱的物理学家，请原谅我对“同一时刻”的使用—我们将忽略相对论效应以及目前我们的宇宙中没有绝对时间这一事实。我们还将忽略同步事件的概念并不存在） 。比特币已经足够复杂了！）

您银行的中央分类帐可能会比另一笔更早收到一笔交易，因此你们中的一位会很幸运，而另一笔则不会那么多。如果交易恰好在同一滴答滴答声中达成，比如说在同一毫秒之内，那么银行必须决定谁来花这笔钱。

现在，如果没有银行怎么办？谁决定谁是第一个要刷卡的人？如果不仅是你们两个，而是数百甚至数千人在协调，该怎么办？如果您不信任那些人怎么办？如果其中一些人试图作弊，例如通过倒转时钟以使他们看起来像是在几分钟前花了钱怎么办？

需要一种与时间相关的工具来建立规范的排序并在没有任何中央协调员的情况下强制执行唯一的历史记录。

这个问题正是为什么以前所有数字现金尝试都需要集中式注册表的原因。您始终必须信任某人才能正确识别事物的顺序。要求有一个集中的一方来保留时间。

比特币通过重新发明时间本身解决了这个问题。它对秒表示“否”，对块表示“是”。

时间的荣耀在于使争斗的国王安定下来，揭露虚假并揭露真理，在岁月的事物上盖印时间的印记，在早晨醒来并定点守夜，使犯错误的人屈服，直到他表现出对的权利；

所有时钟都依赖于周期性过程，我们可以称其为“滴答”。从本质上讲，祖父钟所熟悉的滴答滴答与我们现代石英和铯钟的分子原子嗡嗡声相同。会有一些摆动-或摆动-，我们只计算这些摆动，直到加起来达到一分钟或一秒。

对于大型摆钟，这些摆动很长且很容易看到。对于更小，更专业的时钟，需要特殊的设备。时钟的频率它多长时间tick一次取决于其用例。

大多数时钟都有固定的频率。毕竟，我们想确切地知道时间。但是，有些时钟具有可变的频率。例如，节拍器具有可变频率，您可以在设置频率之前对其进行设置。虽然节拍器一旦设置便保持其速度恒定，但由于其内部机制是概率性的，因此比特币的时间因每个刻度而变化。但是，目的都是一样的：保持音乐的生命力，使舞蹈得以继续。

比特币是一个时钟的事实已经不为人知了。确实，中本聪指出，整个比特币网络就像一个时钟，或者用他的话说就是：一个分布式时间戳服务器。

在本文中，我们提出了一种使用对等分布式时间戳服务器生成交易时间顺序的计算证明的双花问题的解决方案。

通过检查比特币白皮书末尾的参考资料，可以明显看出时间戳是要解决的根本问题。在总共八篇参考文献中，有三篇是关于时间戳的：

D.Bayer，S.Haber，W.S。提高数字时间戳的效率和可靠性斯托内塔（1992）

由X.S. H. Massias设计的具有最小信任要求的安全时间戳服务阿维拉（Avila）和J.-J. Quisquater（1999年5月）

正如Haber和Stornetta在1991年所概述的那样，数字时间戳记是关于计算上的实用程序，对于用户（或对手）而言，数字时间戳是不可行的。与物理文档相反，数字文档易于篡改，并且更改不一定会在物理介质本身上留下任何明显的迹象。在数字领域，伪造和操纵可能是完美的。

信息的可延展性使带有时间戳的数字文档成为一个复杂而复杂的过程。天真的解决方案不起作用。以文本文件为例。您不能只是在文档末尾添加日期，因为所有人包括您自己可以在将来更改日期。您也可以首先弥补任何日期。

即使在非数字领域，补约会也是一个普遍的问题。绑架中有什么

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