谈谈《三体》里的比特币思想

　　第0章 引言

　　恭喜刘慈欣的《三体》获得雨果最佳长篇故事奖。作为粉丝，一定要写点什么，以表达对作品的感激。

　　作为虚构类的文学作品，特别是小说体，对我来说看一遍足矣，日后想起其中的故事，不过是脑电波有一点波动，几乎没有拿起书再读一遍的欲望。但《三体》却是个例外，她能让我一想起就有血脉喷张的激动，恨不得立即再去读一遍。《三体》三部曲是硬科幻，里面的技术描写和逻辑思维都非常缜密，而且超前，这会吓倒一些文科生，但这就是科幻作品最核心的魅力，疯狂虚幻的想象，超越性的思维，背后需要坚实的细节和强大的逻辑。

　　本文要讲的是《三体》里的一个技术的两段描述，这个技术和我们热爱的比特币原理是那么的接近。

　　第1章 面壁者雷迪亚兹的“摇篮”

　　雷迪亚兹对抗三体入侵的办法是这样的。在水星上布上一百万颗恒星级别的氢弹，如果三体文明即将入侵地球，届时会对着无所不在的智子，向三体世界发出“人类将和他们同归于尽”的宣言，引爆核弹炸掉整个太阳系。以此威胁三体文明。

　　作为面壁计划，一旦三体文明知道这个信息，三体可以杀掉能引爆核弹的人，也就是雷迪亚兹，以阻止引爆。雷迪亚兹为了避免自己被杀掉，将核弹的起爆方式设计成一个“摇篮”。

　　“摇篮”意思是摇篮停止摇动，婴儿就会醒。雷迪亚兹使用一个手表似的装置，不停向水星发射信号，水星上的氢弹系统不断地接收，信号一旦中断，系统将立刻引爆氢弹。这叫“反触发系统”。

　　而“摇篮”信号源是采集雷迪亚兹的心跳、血压、体温等，对这些参数综合分析，如发现不正常，就立刻停止反触发信号发射，此时氢弹将被引爆。

　　但这个反触发系统是可以破解的，信号从在地球上的雷迪亚兹传到水星，这是一个复杂的通讯链路(看啊，比特币爱好者们，“链”出现了)，摧毁或屏蔽链路上任何一个节点，然后用一个伪信号源向下一级链路继续发送反触发信号，就可以使“摇篮”系统失去作用。

　　但问题来了，可以将信号节点全部加密，所有节点使用相同的加密算法，每次发送的信号都由这种算法产生，在外界看来每次的信号都是随机的，每次都不同，但“摇篮”的发送和接收方却产生完全相同或者有规律的序列值(程序员们，你们看到了“hash函数”的灵魂吗)。接收方只有在收到与自己序列相对应的信号值时才认为信号有效。如果不破解加密算法，那伪信号就无效。

　　破解一个加密算法，在人类文明都不难，更何况三体世界，那个能操作11维世界的科技，使用降维展开粒子并蚀刻成集成电路，制作超级电脑的文明，破解这种加密算法，破解肯定是分分钟的事了。

　　那如何办呢 如何设计一个加密系统，能够免于被破解呢

　　高潮预警，下面高潮来临，请各位准备好惊讶。

　　我先摘录原文

　　“一个笨办法，我这人，只能想出粗俗的笨办法。”雷迪亚兹自嘲地笑笑说，“增加每个节点对自身状态监测的灵敏度，具体作法就是每个通讯节点由多个单元组成，这些单元相距很远，但相互之间由连续的通讯联为一个整体，任何一个单元失效，整个节点就会发出终止反触发的命令，这之后，即使伪信号源再向下一节点发送信号也不被承认。各单元相互之间的监测精度目前可以达到微秒级，就是说，要按照刚才那位先生的办法，必须在一微秒内同时摧毁组成一个节点所有单元，再用伪信号源进行信号接续。每个节点最少由三个单元组成，最多可能有几十个单元，这些单元之间的间距为三百公里左右，每一个都做得极其坚固。外界的任何触动都会令其发送警告。在一微秒之内同时使这些单元失效，也许三体人能做到，但人类目前肯定是做不到的。”(摘录《三体Ⅱ·黑暗森林》危机纪年第20 年，三体舰队距太阳系4.15 光年)

　　我来画张图吧，

　　图中的每一个“单元”都能检测前一个单元的信息，中间任何一个“单元”被替换或添加了些额外的信息，都会被后面的单元拒绝。

　　如果要伪造这条由通讯单元组成的通讯节点，那一定要将整个通讯节点里的已经发送过的通讯单元，完整地复杂下来，并且使用同样的加密算法生成同样的下一个通讯单元。而这些工作必须在微秒级完成，并且要比原信号发射系统更快。

　　通讯节点和通讯节点之间，同样使用单元之间的联系监测办法，那地球和水星的这条通讯链，就坚不可摧了。

　　其实这就是比特币的核心概念。

　　第2章 面壁者罗辑的“摇篮”

　　《三体》里第二次出现通讯链路是在《黑暗森林》的结尾。

　　罗辑在太阳轨道上部署了三千六百一十四枚核弹，核弹引爆后，在太阳光和核爆引发的星际尘埃的共同作用下，将向宇宙广播三体世界所在的半人马星系和太阳系在宇宙间的坐标图。从而引发其他文明对三体和人类两个文明的黑暗森林打击。

　　而触发这三千多枚核弹爆炸的系统，就是一套信号链路。原文描述如下：

　　“这是一个生命体征监测仪，它通过一个发射器与一套摇篮系统联结。你们一定记得两个世纪前面壁者雷迪亚兹的事，那就一定知道摇篮系统是什么。这个监测仪所发出的信号通过摇篮系统的链路，到达雪地工程部署在太阳轨道上的三千六百一十四枚核弹，信号每秒钟发射一次，维持着这些核弹的非触发状态。如果我死去，摇篮系统的维持信号将消失，……”

　　原文没有对这一链路系统更多的描述，只在后面通过罗辑的言语，补充了一句：

　　“不会，这套装置比雷迪亚兹的要先进许多，我只要活着信号就不会中断发射。”

　　第3章 比特币区块链

　　要想完整理解比特币，至少要理解以下几个概念：1.公私钥数字签名;2.区块链;3.时间戳;4.工作量证明。我这里简要描述下区块链，以此和《三体》里的“摇篮”系统对比。

　　“区块”就是一个数据包，我们可以想象成一个一个封装好的包裹，包裹里面放的全是记录数据的本子，这些数据可以想象成会计记账本。

　　“区块链”是指由一个一个区块首尾相连形成的一条链条。

　　下面这张图可以看成是承载比特币的区块链的两个区块。

　　而下面这张图可以看成是区块的模型。

　　现在我来通俗一点解释区块链。

　　会计使用复式记账本给个人、公司或者其他组织记账，一页一页地记录，形成一本完整的账本。但如果有人从中间撕掉一页，或者从一堆账本里烧掉一本，是可以做到毫无痕迹的。这就是为什么记账需要由一批值得信任的人去做，会计是要有职业道德操守的。

　　如果换成电脑来记账，在每一页账本的开头就记录一个“页头”，包含了前面所有页的信息，包括页与页之间的顺序，即将前面所有页的信息通过一种加密算法，变成一句可记录的数据。如果前面的页有任何修改，通过相同的加密算法都会得出不一样的结果。

　　记一页，便将这一页排队插页链最后，每一页账本都延长链一节，并把自己排在最后。

　　这里的“页”就是区块。

　　这里的“页头”就是区块头信息。

　　这里的“加密算法”就是hash函数。

　　这里的“页链”就是区块链。

　　这样形成的区块链，你要想伪造，你就必须将已经成形的前面的现有的链全部复制下来，并且比现在记账的计算机更快的计算能力，产生下一个区块。

　　而且现在(截止到2015年8月29日)承载比特币系统的区块链一共有372016块，总数据容量达到了40G，而给这个比特币系统计账的计算机的计算能力达到了400P，即400千万亿次浮点计算。我国的天河二号超级计算机的运算能力是33P。

　　比特币区块链是坚不可摧的。

　　第4章 区块链和“摇篮”

　　区块链的核心概念是一个一个区块相连形成链，每新增一块区块就链到链条最后，而每一个区块都要包含前面整条链的加密信号。

　　“摇篮”的核心概念是一个一个通讯单元相连形成链，每新增一个通讯单元就链到链条最后，而每一个通讯单元都要包含监测前面链的信息。

　　这两个概念是那么多的相似。刘慈欣在2008年5月份出版了《三体Ⅱ·黑暗森林》，通过科幻的文笔写出了摇篮系统。中本聪在2008年发表了名为《比特币：一个点对点的电子现金系统》的论文中首先提出了比特币。

　　刘慈欣是天才。中本聪是天才。

　　第5章 结束语

　　《三体》写的太棒了，不读三体的人生是不完美的人生。

　　比特币设计的太棒了，不拥有比特币的人生是有缺憾的人生。

　　感谢上周打赏我的 @查理不难 @孙小小 @币看-老刘 @老猫 和地址1BcKgEm1862LBbsp9kG49P5HgBojL4qAVF 及12NZrXEmYxRq9CCtqkfkg6BKkxeujzb62T 的主人，以及感谢8btc持续提供稿费。谢谢你们，你们是最可爱的人。

　　最后还是讨赏：

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文章来源：http://www.8btc.com/tan90d16

编译者/作者：tan90d

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