比特币与时间之箭（一）

中本聪通过“工作量证明”（PoW）将“时间之箭”赋予链接区块的“哈希指针”后，每个区块都有一个工作量证明，或者说比特币交易记录是公开的吗，每计算一次工作量这样，每一个记录比特币交易的区块，都真正成为了时间长河中相继发生的历史记忆，比特币区块链也成为了中本聪所说的“时间”。 链”，更具体地说，是“一个工作量证明链”。在这个“工作量证明链”上，时间具有二重性。内生时间也称为块时间，它的尺度是块的高度，而relative scale是区块的个数，比如“区块高度23100之前”，或者“5个区块之后”。同时，每个尺度点，也就是每个区块，都记录了当前对应的外部世界的时间戳出块时间，比如“2020年6月12日23:50:00”。当然这个时间戳可能不准确，甚至可能是假的或者伪造的。比如早年的比特币矿工会修改时间戳来弥补工作量证明的哈希值[1]。唯一不能被证伪的是计算“工作量证明”所花费的时间。每个区块中记录的工作量证明是该区块强大且唯一的证明在时间上是前一个块的后继者。

如何让每个独立计算的“工作量证明”自发产生内生时间，并与外部世界时间保持一致？ 这是一个非常关键的问题。 我们知道，比特币网络的每个出块时间在我们现实世界中对应的时间是10分钟左右，但实际上，有时短则几秒，有时长则十几分钟甚至几十分钟。分钟。 重点是什么？ 这些问题我们以后会逐步揭晓。

查看比特币的源代码可以看出，每个区块记录的时间戳都有一个相对的范围限制要求。 这个要求有两个要点[2]：第一，不能比当地时间提前2小时以上，也就是说2小时后区块不允许声明是在未来世界创建的; 其次比特币交易记录是公开的吗，它必须晚于过去11个区块的中值时间戳，即我们允许连接到比特币网络的任何A节点都可以根据历史而不是当前本地时间来验证时间戳。 这样做的原因是比特币网络的“无许可性质”允许任何节点在任何时候无需任何批准。 加入或退出。

在 2008 年发表的比特币白皮书摘要中，中本聪写道“节点可以随意离开和重新加入网络，接受最长的工作量证明链作为他们离开时发生的事情的证明”[3]。

退出一段时间后重新加入的节点需要能够正确验证整个区块链的时间戳，因此需要使用历史上一个区块的时间戳进行相对比较。 使用“中位数”而不是“均值”并不是随意的。 众所周知，一个社会的平均收入往往被少数富人提高到大大超过大多数普通人的收入水平。 这是一个不好的特性，平均数容易受到离群值的影响，可以用中位数代替。 对更广泛人群的总体收入水平做出了良好反应。 中本聪在标记时间戳时使用中位数而不是平均值，也是基于类似的考虑，避免恶意篡改时间戳，影响平均值，扰乱系统的稳定运行。使用11个数的中位数意味着进行有效的操纵，发动“时间扭曲攻击”，需要能够控制11个数字中的一半以上，即一个人可以挖出6个以上的方块。 这个难度会变得很高，攻击成功的概率会大大降低。