电子货币30年：从电子货币到区块链

世界范围内密码货币十分火爆，密码货币的诞生引入很多有意思的方向，但现在正在发生的事情是我们正在部署应用密码学技术，让世界更加美好。TLS 协议的广泛应用，我们在真实系统中寻找后门，看到不同种类的密码攻击方式，有很多有意思的事情正在发生，我们观察很多有意思的事情正在发生，当我们观察新密码技术的发展速度和趋势变化的时候，没有一门技术能像密码货币对新密码学技术的推动力度大。我们回到过去，再展望未来，聊一聊电子货币领域到底哪里做错了。为什么直到2008年，我们才有现在的密码货币。

为什么要讨论货币，是因为最近发生一些有趣的事情，我们失去了对“密码”这个词汇的正确理解。密码和货币在一起，就丢失了它本身的意思。密码货币中的密码和真正的密码并不是一回事。但是，很显然密码货币在用一种直观的方式影响人们对密码的理解，我猜测这里面可能包含另一个有意思的原因。

密码货币已经引入了大量的资金，大量的热情，大量的兴趣，以太币价格暴涨暴跌。这对世界上非币圈的其他人来说，发生这种事也挺有意思的。但不管如何，密码货币已经吸引了整个领域的关注。

这是个好的现象，也是个不好的现象好处。

让大多数人借助密码货币了解密码学知识，虽然不是最有意思的密码学知识。密码货币的火爆，让我们尝试进一步的设计并部署有趣新颖的密码方案。过去几年我们开始更多的使用安全多方计算技术，使用零知识证明，以及其它一些过去提出的一些具有特殊功能的密码学技术。

不好的现象是，我们盯紧密码货币设计密码方案，所以也仅仅是针对密码货币，密码货币扭曲了密码学的研究方向，从某种角度讲，这不是好事，这会出问题的。

电子货币发展的历史

1980-2007

为了理解1980年代或1970年代，支付系统领域这一研究方向到底发生了什么。

我们需要知道的就是，1970-1980是有银行这一基础设施的，银行业务不是问题，数据库技术已经出现(数据库技术产生于20世纪60年代末，70年代初)，我们已经有了一系列数据库相关的系统可以为不同的用户建立账户，管理收支账本。我们可以使用最标准的方式更新，管理数据库中的账本，因此银行业务没有问题，但我们需要解决的是：零售支付问题。

我们需要解决的是客户与商家(allows payments between customer and merchats,c2m)，客户与客户(between individual customers,c2c)之间的独立的小额支付的问题。

讲到这一类支付的研究方向，我们就需要讲讲密码支付方式了。我们需要支付方式具有很高的安全性保证，可能是密码学层面的安全保证。但这又面临隐私的问题，需要解决一系列问题才能让这种支付方式安全运转起来。

首先为了建立任意一种数字支付方式，我们就需要解决双重支付问题，双重支付是个很重要的问题，如果你拥有的数字货币，只要不是量子货币，其他任何的数字货币都可以直接被复制，这意味着你可以花费两次相同的货币。

所以我们需要建立一个系统，解决双重支付的问题，或者可以追踪哪位用户进行了双重支付。如果你想建立这样的一个系统，而支付方式是货币，那我们的系统还需要保证交易双方，或系统其他参与方的隐私不会被泄露，支付过程中，双方不应该留下太多的相关信息，我们还需要解决如何让资金流入这个系统，如何与银行建立联系，这才能让资金流转起来。

在密码学的社区中，学者们将大多数的精力都投入到电子货币这个领域中。

Chaum早在1982年就发表了相关的论文，而被引用却被标注在1983年，Chaum , Fiat , Naro进一步发表了论文。我相信大部分人都读过电子货币这篇论文，至少了解过基于盲签名的电子货币，所有这些电子货币的架构都非常相似。我们有一个货币模型，在此模型上构建隐私保护方案，此模型中，隐私是个问题，学者们希望在这个研究方向上解决隐私问题。在这个系统中，任何人都想用法币换取代币或一组代币，而我们最终要做的都是：发现双重支付，保护用户隐私。



1983年Chaum在CRYPTO会议上发表的论文，这应该是我们能建立的最简单的电子货币系统了。为了得到资金，外部的银行拥有一个签名密钥，银行用RSA签名方案对一串序号进行盲签，支付方拥有这串序号，他们会从签名中提取出这串序号并发给商家，最终商家会把这串序号和签名结果展示给银行，银行可以验证这串之前是否被自己签署过。

2005年Camenish , Hohenberger 和Lysyanskaya的论文发表于欧密会，他们在方案中引入了非常强力的密码技术，不过整体方案的架构是完全相同的。CHL方案应用了更加强有力的密码技术。左下方有PRF，我们可以利用PRF把所有的货币都放在一个钱包里，之前的方案只能放一个货币。银行不再签署一串序列号了，银行要对PRF的密钥进行签名。对方要应用PRF和计数器来计算的到的序列号，然后支付方要应用NIZK在不泄露自己隐私的条件下提供证明，支付方要把NIZK的结果发送给商家，这个方案更好，效率更高，但系统架构是完全一致的，没有任何 新的改变，这是Chaum的论文发表之后过了20年的研究成果。

这么长时间内，学者们没有从根本上改变电子货币的基础架构，围绕电子货币领域，学者们完成了大量的研究工作。在google学术上索”electronic cash”一词，得到了35，000个结果，我不知道是否真的发表出35，000个研究成果，但至少证明很多论文都涉及到这个领域，从不同角度对方案进行改进 。

我们有在线/离线方案(online/offline scheme)，我们有通过可信硬件的方案(tamper-resistant storage),当某个用后进行双重支付时，有个方案可以恢复出这个用户的身份，但从根本上来看，这些成果的主要问题就是隐私问题，因为我们需要解决隐私问题。

为什么这些电子货币没有得到应用?

说到底是为了建立一个电子货币系统(e-Cash system)，学者们也曾今尝过,David Chaum也尝试建立过电子货币系统。

为了建立这个系统，你需要一个中央银行(centralized bank)，这个银行是单点失效的，如果银行失效了，系统就跨了，可会就会丢失所有的资金。

为了然货币流进你的系统，这也意味着你需要一个银行，但是你很难让银行成为你的合作方。因为你要做的是建立一个隐私保护系统，不允许国家和银行追踪用户的资金流动情况。1994年欧盟发布相关规定，只有银行才能发行预付借记卡。这基本上判处电子货币的死刑，因为整个电子货币的模型都不能满足规定的要求。9/11之后，美国出台一系列的规定，基本内容是任何尝试发布货币，包括电子货币的个人和企业都要叫停。

因此中心化电子货币，无论是否能保护用户的隐私，都被扼杀在摇篮里。

中心化的电子货币不满足欧盟和美国的法律规定，以及没有银行愿意合作。