比特币的创新设计

比特币在创新上提出了很多亮点，值得我们去学习。主要考虑了避免作恶、负反馈调节和共识机制三个方面。

避免作恶

避免作恶基于经济博弈原理。在一个开放的网络中，无法通过技术手段来保证每个人都是合作的。但是可以通过经济博弈来让合作者受益，让非合作者遭受损失和风险。

实际上，博弈论已经广泛的应用在生活实践中，比如一个典型的例子是两个人分一个蛋糕，如果都想拿到较大的一块，在没有第三方的前提下，改怎么制定规则才公平？最简单的办法是负责分配蛋糕的人最后选。

比特币网络中所有试图参与者（矿工）都首先要付出挖矿的代价，进行算力消耗，越想拿到新区块的决定权，意味着抵押的算力越多。一旦失败，这些算力都会被没收掉，成为沉没成本。当网络中存在众多参与者时，个体试图拿到新区块决定权要付出的算力成本是巨大的，意味着进行一次作恶付出的代价已经超过可能带来的好处。

负反馈调节

在设计上，比特币网络很好地体现了负反馈的控制论基本原理。比特币网络中矿工越多，系统就越稳定，比特币价值就越高，但挖到矿的概率会降低。反之，网络中矿工减少，会让系统更容易被攻击，比特币价值降低，但挖到矿的概率会提高。

因此，比特币的价格理论上应该稳定在一个合适的值（网络稳定性也会稳定在相应的值），这个价格乘以挖到矿的概率，恰好达到矿工的收益预期。

从长远角度看，硬件成本是下降的，但每个区块的比特币奖励每隔 4 年减半，最终将在 2140 年达到 2100 万枚，之后将完全依靠交易的服务费来鼓励矿工对网络的维护。

共识机制

传统共识问题往往是考虑在一个相对封闭的分布式系统中，允许同时存在正常节点、故障如何快速达成一致。

对于比特币网络来说，它是完全开放的，可能面对各种攻击情况，同时基于 Internet 的 网络质量只能保证“尽力而为”，导致问题更加复杂，传统的一致性算法在这种场景下难以使用。 因此，比特币网络不得不对共识的目标和过程都进行一系列限制，提出了基于 Proofof Work（PoW）的共识机制。

首先是不实现面向最终确认的共识，而是基于概率、随时间逐步增强确认的共识。现有达成的结果在理论上可能被推翻只是攻击者要付出的代价随时间而指数级上升，被推翻的可能性随之指数级下降。

此外，考虑到 Internet 的尺度，达成共识的时间相对比较长，因此按照区块（一组交易）来进行阶段性的确认（快照），从而提高网络整体的可用性。

最后，限制网络中共识的噪声。通过进行大量的 Hash 计算和少数的合法结果来限制合法提案的个数，进一步提高网络中共识的稳定性。