本文提出了一種完全通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，它使得在線支付能夠直接由一方發(fā)起并支付給另外一方，中間不需要通過(guò)任何的金融機(jī)構(gòu)。雖然數(shù)字簽名（Digital signatures）部分解決了這個(gè)問(wèn)題，但是如果仍然需要第三方的支持才能防止雙重支付（double-spending）的話，那么這種系統(tǒng)也就失去了存在的價(jià)值。我們（we）在此提出一種解決方案，使現(xiàn)金系統(tǒng)在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的環(huán)境下運(yùn)行，并防止雙重支付問(wèn)題。該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)隨機(jī)散列（hashing）對(duì)全部交易加上時(shí)間戳（timestamps），將它們合并入一個(gè)不斷延伸的基于隨機(jī)散列的工作量證明（proof-of-work）的鏈條作為交易記錄，除非重新完成全部的工作量證明，形成的交易記錄將不可更改。最長(zhǎng)的鏈條不僅將作為被觀察到的事件序列（sequence）的證明，而且被看做是來(lái)自CPU計(jì)算能力最大的池（pool）。只要大多數(shù)的CPU計(jì)算能力都沒(méi)有打算合作起來(lái)對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行攻擊，那么誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)將會(huì)生成最長(zhǎng)的、超過(guò)攻擊者的鏈條。這個(gè)系統(tǒng)本身需要的基礎(chǔ)設(shè)施非常少。信息盡最大努力在全網(wǎng)傳播即可，節(jié)點(diǎn)（nodes）可以隨時(shí)離開(kāi)和重新加入網(wǎng)絡(luò)，并將最長(zhǎng)的工作量證明鏈條作為在該節(jié)點(diǎn)離線期間發(fā)生的交易的證明。

　　1. 簡(jiǎn)介

　　互聯(lián)網(wǎng)上的貿(mào)易，幾乎都需要借助金融機(jī)構(gòu)作為可資信賴的第三方來(lái)處理電子支付信息。雖然這類系統(tǒng)在絕大多數(shù)情況下都運(yùn)作良好，但是這類系統(tǒng)仍然內(nèi)生性地受制于“基于信用的模式”（trust based model）的弱點(diǎn)。我們無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全不可逆的交易，因?yàn)榻鹑跈C(jī)構(gòu)總是不可避免地會(huì)出面協(xié)調(diào)爭(zhēng)端。而金融中介的存在，也會(huì)增加交易的成本，并且限制了實(shí)際可行的最小交易規(guī)模，也限制了日常的小額支付交易。并且潛在的損失還在于，很多商品和服務(wù)本身是無(wú)法退貨的，如果缺乏不可逆的支付手段，互聯(lián)網(wǎng)的貿(mào)易就大大受限。因?yàn)橛袧撛诘耐丝畹目赡?，就需要交易雙方擁有信任。而商家也必須提防自己的客戶，因此會(huì)向客戶索取完全不必要的個(gè)人信息。而實(shí)際的商業(yè)行為中，一定比例的欺詐性客戶也被認(rèn)為是不可避免的，相關(guān)損失視作銷售費(fèi)用處理。而在使用物理現(xiàn)金的情況下，這些銷售費(fèi)用和支付問(wèn)題上的不確定性卻是可以避免的，因?yàn)榇藭r(shí)沒(méi)有第三方信用中介的存在。 所以，我們非常需要這樣一種電子支付系統(tǒng)，它基于密碼學(xué)原理而不基于信用，使得任何達(dá)成一致的雙方，能夠直接進(jìn)行支付，從而不需要第三方中介的參與。杜絕回滾（reverse）支付交易的可能，這就可以保護(hù)特定的賣家免于欺詐；而對(duì)于想要保護(hù)買家的人來(lái)說(shuō)，在此環(huán)境下設(shè)立通常的第三方擔(dān)保機(jī)制也可謂輕松加愉快。在這篇論文中，我們（we）將提出一種通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分布式的時(shí)間戳服務(wù)器來(lái)生成依照時(shí)間前后排列并加以記錄的電子交易證明，從而解決雙重支付問(wèn)題。只要誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)所控制的計(jì)算能力的總和，大于有合作關(guān)系的（cooperating）攻擊者的計(jì)算能力的總和，該系統(tǒng)就是安全的。

　　2. 交易（Transactions）

　　我們定義，一枚電子貨幣（an electronic coin）是這樣的一串?dāng)?shù)字簽名：每一位所有者通過(guò)對(duì)前一次交易和下一位擁有者的公鑰（Public key） 簽署一個(gè)隨機(jī)散列的數(shù)字簽名，并將這個(gè)簽名附加在這枚電子貨幣的末尾，電子貨幣就發(fā)送給了下一位所有者。而收款人通過(guò)對(duì)簽名進(jìn)行檢驗(yàn)，就能夠驗(yàn)證該鏈條的所有者。