比特币到底有多“不可信”？

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据说加密货币是平等的、去中心化的，而且几乎是匿名的。 然而，科学家发现事实并非如此。

Alyssa Blackburn 是莱斯大学和休斯顿贝勒医学院的数据科学家，多年来一直与她信任的实验室助手 Hail Mary 一起进行数字侦探，Hail Mary 是一台带有橙色边框的黑色计算机。 她一直在收集和分析有关比特币区块链的泄露信息，比特币区块链是自 2009 年 1 月比特币推出以来记录所有交易的不可更改的公共分类账。

比特币代表了一个技术乌托邦梦想。 它的匿名发明者中本聪提出，世界不是在中央金融机构上运行，而是在一个通过计算机网络分布的平等主义、基于数学的电子货币系统上运行。 而且该系统将是“无需信任的”，这意味着它不会依赖银行或政府等可信方来仲裁交易。 相反，正如中本聪在其 2008 年的白皮书中所写，该系统将基于“加密证明而非信任”。

事实证明情况很复杂。 价格波动足以导致比特币价格下跌，并且由于计算网络使用了过多的电力，该系统对环境造成了破坏。

布莱克本说她的项目忽略了比特币的利弊。 她的目标是突破匿名的局限，追踪交易的流向，研究世界上最大的加密货币经济是如何诞生的。

中本聪曾表示，比特币是匿名的：在比特币交易（买卖、发送、接收等）中，用户使用假名或地址来隐藏自己的真实身份。 他们显然对自己的匿名性充满信心。 2011年，维基解密宣布接受比特币捐赠。 但随着时间的推移，研究发现了数据泄露。 身份保护毕竟不是密不透风。

布莱克本和她的合作者在尚未发表在同行评审期刊上的新论文中写道：“信息泄露会侵蚀曾经难以逾越的障碍，并在社会经济数据中开辟新天地。”

Blackburn 汇总了多个漏洞，将似乎代表许多矿工的比特币地址合并为少数几个。 她拼凑了一份代理目录，得出的结论是，在头两年，64 位主要参与者开采了当时存在的大部分比特币。

芝加哥大学经济学家埃里克布迪什说，“他们发现早期比特币的开采和使用非常集中，这是一个科学发现。” 从事该领域研究的Budish博士与笔者一起观看了两个小时的视频预览。 他说，当他开始了解他们在做什么时，他想，“哇，这是很酷的侦探工作。” 参考这些早期的关键人物，Budish 建议将这篇论文称为“比特币 64”（the Bitcoin 64）。

计算机科学家 Jaron Lanier 是该论文的早期读者之一，称该调查的目标和社会影响“重要且有意义”。 “我是一个迷恋数学的书呆子，”加州伯克利的拉尼尔先生说，“用于提取信息的技术很有趣。”

他指出，区块链泄漏的呈现会让一些人感到惊讶，而另一些人则不会。 “这些东西并不完全是私人的，”拉尼尔说。 “我不认为这是故事的结局。我认为通过从这些类型的系统中提取信息，将会发生进一步的创新，”他补充道。

布莱克本的策略之一是坚持。 更准确地说，布莱克本在一个特别有趣的时期开发了黑客技术：从加密货币诞生到 2011 年 2 月，当时比特币与美元实现平价，这一时期恰逢以比特币为基础的黑市被称为丝绸之路。 建立。 她利用人为错误、比特币软件固有的操作属性以及链接匿名地址的现有技术。 此外，她还开发了新技术。 布莱克本女士对矿工特别感兴趣，他们通过参与精心设计的计算竞赛来验证交易。 这类似于猜谜游戏，当矿工赢了，他们就获得了比特币收入。

64这个数字是多还是少取决于他们离加密货币浪潮有多远。 学术界质疑比特币是否是一种真正去中心化的货币。 从 Lieberman Aiden 博士的角度来看，被调查的人群“比看起来更集中”。 根据研究人员的模型，尽管分析显示两年内大玩家的数量为 64 人，但在任何给定时刻，该群体的有效规模只有 5 或 6 人。 在许多情况下，只有一两个人持有大部分采矿权。

正如布莱克本女士所描述的那样，很少有人“戴上皇冠”作为网络的仲裁者。 “这不是去中心化、无需信任的加密货币的精神，”她说。

▵数据科学家 Alyssa Blackburn（左）和遗传学家兼计算机科学家 Erez Lieberman Aiden 测试比特币的身份保护和去中心化声明。

对于 Blackburn 女士和 Lieberman Aiden 博士来说，比特币数据是一种诱惑。 Lieberman Aiden 博士的实验室研究生物物理学和广泛的应用数学。 一个焦点是三维基因组图谱。 但作为一名学者，他也对使用新型数据探索复杂现象感兴趣。 2011 年，他与 Google Books 和合作者一起，使用 1800 年至 2000 年超过 500 万本数字化书籍发表了一项定量文化分析。他称之为“文化经济学”。 例如，该团队推出了 Google Ngram Viewer，它允许用户输入一个词或短语并观看它在几个世纪中的使用情况。

本着同样的精神，他想知道比特币的数据湖中可能埋藏着什么宝藏。 “我们几乎对每一笔交易都有记录，”他说。 “这些是惊人的经济和社会学数据集。 显然，如果你能拿到手，里面有很多信息。”

做到这一点并不容易。 布莱克本女士被禁止进入该大学的超级计算集群，因为她的文件夹被标记为“比特币”，并且她涉嫌开采这种加密货币。 她说她试图说服其中一位管理员她正在做研究，但“他们完全不为所动”。

理论上，布莱克本的一个关键策略应该是在随机且无意义的数字范围内寻找模式。 在一个案例中，她正在追踪一个采矿难题的“extranonce”部分。 这是一个包含 0 和 1 的短字段，隐藏在一个较长的字符串中，该字符串对每个块或交易包进行编码。 extranonce 泄露有关计算机活动的信息。 这使得布莱克本能够重建矿工的行为：他们什么时候挖矿，什么时候停止，什么时候重新开始。 她推测 extranonce 泄漏是可以容忍的，因为它允许比特币的创造者监视矿工。 在中本聪于 2010 年 12 月从公共比特币社区消失前不久，源代码被修改以堵住这个漏洞。

一旦 Blackburn 女士开始使用允许她削弱身份屏蔽保护的各种方法，她就开始合并地址、连接图表上的节点并合并活跃挖矿代理的数量。 然后，她使用从比特币论坛和博客收集的信息交叉检查并验证了结果。 最初，开采最多比特币的代理商名单有数千人； 这个数字一度徘徊在200左右。 最后，Hail Mary 将参赛人数缩小到 64 人。

这项研究的目的不是命名。 抓捕比特币罪犯是 FBI 和 IRS 的工作。 但研究人员查明了几个众所周知的比特币罪犯的身份。 19 号特工是迈克尔·曼西尔·布朗，又名“邪恶博士”，他在 2012 年因涉及当时的总统候选人米特·罗姆尼的计划而被判欺诈和敲诈勒索罪。 Agent 67 与丝绸之路的创造者 Ross Ulbricht（又名“无畏海盗”）有关。 当然，一号特工就是中本聪，研究人员并未尝试确定他的真实身份。

耶鲁大学生物信息学教授 Mark Gerstein 在这项研究中发现了对数据隐私的影响。 他最近将一个基因组存储在私有区块链上，这使得记录安全且防篡改。 但他指出，在像比特币区块链这样的公共环境中，数据集的大小和微妙的模式使其容易受到损坏，即使数据保持不变。 （布莱克本没有篡改比特币区块链的记录。）

“这就是大数据的魔力，”格斯坦博士说。 “如果你有足够大的数据集，它就会开始以意想不到的方式泄露信息。” 他说，当连接来自不同来源的数据时，情况更是如此。 “当你将一个数据集与另一个数据集结合起来形成一个更大的数据集时，有些联系并不明显。”

去中心化戏剧

▵女士 Blackburn 和 Lieberman Aiden 博士利用数据泄露构建了比特币区块链地图。 “每个代理对应一个地图块，其面积与代理开采的比特币数量成正比，”他们在最近的论文中指出。

布莱克本整理出代理人名单后，分析了他们的挖矿收入。 她发现，在比特币推出后的几个月内，出现了典型的不平等收入分配，少数矿工拥有大部分财富和权力。

该实验室在发明“CO2 硬币”时无意中复制了这种动态，这是一种可用于从学生经营的商店购买零食的加密货币。 随着时间的推移，一些二氧化碳矿工变得比其他人更成功，商店提高了零食的价格以迎合富人。

Lieberman Aiden 博士回忆说：“拥有大量加密货币资源的人对商店提供的东西有很强的控制力，其他人对此并不满意。” 当商店开始对使用咖啡机的二氧化碳收费时，经济崩溃了，也就是说，有阻力。

在正式的研究中，布莱克本女士还观察到，资源的集中威胁着网络的安全，因为矿工的计算资源与他们的挖矿收入成正比。 在某些情况下，个别矿工已经使用了超过 50% 的算力比特币理财可信吗，因此可以像暴君一样使用所谓的“51% 攻击”来接管矿工。 例如，他们可以欺骗系统在不同的交易中一遍又一遍地花费相同的比特币。

伦敦大学学院的密码学家莎拉·梅克尔约翰 (Sarah Meiklejohn) 表示，假设这些发现是正确的，它将为“在该领域流传了一段时间的直觉”提供经验证实。 （Meiklejohn 博士开发了调查中使用的一些地址链接技术，并且最近设计了一种跟踪交易流的技术，称为剥离链接。）

“我们都知道挖矿是相当集中的，没有那么多矿工。当然，即使在今天也是如此，一开始更是如此，”她说。 至于应该怎么做，她说，“我们真的需要真正审视这个问题。” “我们如何让挖矿业更加去中心化？” 她认为调查结果可能会鼓励该领域更加认真地对待这个问题。

但更有趣的是，布莱克本发现，虽然一些矿工有能力进行 51% 攻击，但他们一再选择不这样做。 相反，他们的行为是无私的，即使基于去中心化的欺诈预防机制受到损害，也能保持加密货币的完整性。

在分析这一发现时，布莱克本的团队求助于实验经济学的工具。 他们在网上招募人类受试者参与一个博弈论场景比特币理财可信吗，模拟创始人面临的“社会困境”。 也就是说，当人们发现自己是一件有价值的物品的受托人时，他们会如何表现。

Lieberman Aiden 博士观察到：“在这种情况下，人们似乎不喜欢杀鸡取卵——他们不喜欢损害群体的利益。” 无论您是否相信“比特币 64 人”，无论动机如何，这个网络容易受到个人决策者影响的事实改变了人们对其安全性的理解。

“当然，去中心化保护了区块链，”他说。 “但即使矿池变得中心化，占主导地位的矿工也拒绝攻击它。这与人们对这些加密货币安全性的理想化模型不相符。” 差异很大。”

正如作者在他们的论文中总结的那样：“虽然比特币的设计依赖于一个分散的、无需信任的匿名代理网络，但它的早期成功取决于一小群无私的创始人之间的合作。。”

微软研究院的经济学家 Glen Weyl 对这项研究做出了贡献。 他认为，这一发现表明，权力下放正在发挥口头作用而非实质性作用。 “修辞是如此强大，以至于它将这个群体联系在一起，就像其他神话将其他群体（如国家）联系在一起一样，”Weyl 博士说，他与 Lanier 先生一起为 CoinDesk 撰写了这项研究。 但他说，这个神话和承诺与出现的现实之间存在矛盾。 “这只是在重复它渴望抹去的历史模式，这是一个引人入胜且可预见的讽刺。”

拉尼尔先生称之为“去中心化剧院”。 加密货币制造了一种错觉：“‘现在我们身处乌托邦。一切都是去中心化的。人人平等。’ 有一种没有后顾之忧的民主观念。”

但是，他说，这些系统最终隐藏了一个可能只是在新领域的老精英。 这项技术是双向的。 “任何你认为你可以用新算法或大数据实现的东西都可以用来对付你，”拉尼尔先生说。 “科学家们可以使用相同的算法来审问和调查这些由新精英建造的城堡。”

这个故事的寓意很简单，布莱克本说：“你必须要小心。” 加密货币有一个有限的时间限制，“之后它就不再有用了。” 当您加密私有数据并将其公开时，您不能假设它永远是私有的。 “

编译：老雅痞

信息来自纽约时报，Siobhan Roberts 稍作修改

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