Digital Scarcity

แปลโดย : Claude 3 Opus (Pro)

Digital Scarcity

Hashcash enjoyed some adoption in the years following Adam Back’s announcement. The solution would be implemented in Apache’s open source SpamAssassin platform, while Microsoft gave the idea a spin in its incompatible Postmark system. Back himself as well as several other academics meanwhile came up with some alternative applications for the proof-of-work system, including anti-DOS solutions.

But hashcash postage never went truly mainstream. The innovative nature of the solution probably wasn’t enough to overcome the bootstrapping hurdle: someone couldn’t really start demanding hashcash for incoming emails if no one else was using it, as this would result in their email client rejecting all incoming messages. At the same time, there was no incentive to start using hashcash for outgoing emails if no one was demanding it. Like David Chaum’s eCash, Back’s electronic postage system, too, suffered from a chicken-and-egg problem for which there did not appear to be an easy solution.

It wasn’t a great concern for Adam Back, however. The University of Exeter researcher—his day job by now was to work on an encrypted messaging system for medical data—had been thinking beyond hashcash almost immediately after he published the proposal to the Cypherpunks mailing list. Postage was a good problem to solve, but the computer scientist was even more interested in creating digital cash for general use.

And while many Cypherpunks still assumed that an electronic cash system would have to be layered on top of existing financial infrastructure, like eCash was, Back had a different vision. He believed that hashcash could offer a whole new direction of research to help realize that vision.

Hashcash’s key innovation was that it tied purely digital data (numbers, essentially) to real resources in physical reality. Producing proof of work required computing cycles, and computing cycles themselves use up electricity, which in turn costs energy to produce. Whereas most things digital can be copied ad infinitum at virtually no cost, proof of work could, in a way, bridge the fundamental scarcity of energy in physical reality into the digital realm.

Indeed, hashcash was digital, yet scarce. The total number of hashcash “currency units” (for lack of a better word) was to some extent limited: there would never be more hashcash than however much could be produced with the amount of energy people would be willing and able to spend on producing it.

This was a key insight, because built-in scarcity represented one of the six properties that Adam Back had put on his shortlist for an ideal electronic cash system. Until recently, digital scarcity could only be created as a promise, like DigiCash’s promise to put a hard limit on the total amount of CyberBucks they would create. But promises, of course, could be broken. Back believed that proof of work embedded the potential to guarantee scarcity on a much more fundamental level.

At the same time, he knew that hashcash could not function as a fully fledged digital cash itself. Although it could be used anonymously, was hard to shut down, did not require trust in any individual, and also had some modicum of scarcity, this really only ticked three of the six boxes on Back’s shortlist.

The main problem was that hashcash wasn’t reusable. Each currency unit was custom made to fit with a specific email, so it couldn’t be re-spent elsewhere, and was of no further benefit to recipients.

Back was therefore thinking that hashcash—or proof of work more generally—could form the basis of a different type of electronic cash design.

One of his first suggestions was, for example, a Chaumian system where the bank would issue electronic cash upon receipt of hashcash: users would create proof of work and get unbacked digital cash in return. This cash would be anonymous, reusable, and somewhat scarce—though this scarcity would admittedly be rather weak in practice as people could always create more proof of work if they wanted to. And with computer processors getting more powerful each year, producing valid proof of work would get cheaper and cheaper over time.

Indeed, hashcash’s fundamental scarcity was more of a technicality. If it were to really form the basis of an electronic currency, newer and more powerful computers would eventually flush the market with fresh currency units, and the currency would hyperinflate.

In addition, users would need to trust the bank not to create money out of nothing. Like any electronic cash system following Chaum’s design, the entity that issues the digital currency and prevents double-spending, would itself need to be trusted to not erroneously enrich itself.

Though, Back believed free market competition could potentially help solve this problem.

“So, perhaps you could have multiple banks and let reputation sort them out, if you could arrange the protocols so that it would be apparent if a bank was minting more cash than it had received hash collisions for. [. . .] But if you've got multiple banks then you've got to have an exchange mechanism. The market could probably take care of this, setting exchange rates based on banks reputations,” he suggested, in what now very closely resembled a free-banking system as described by Friedrich Hayek.

Still, the young Cypherpunk from Exeter believed that they could maybe do even better than that:

“it would be nicer to have something which required no trust and which had no posssibility [sic] of cheating rather than relying on reputation to sort them out.”

ความขาดแคลนทางดิจิทัล

Hashcash ได้รับการนำไปใช้งานบ้างในปีต่อๆ มาหลังจากการประกาศของ Adam Back โซลูชันนี้จะถูกใช้ในแพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์ส SpamAssassin ของ Apache ขณะที่ Microsoft ทดลองแนวคิดนี้ในระบบ Postmark ที่ไม่เข้ากัน ในขณะเดียวกัน Back เองและนักวิชาการอีกหลายคนก็คิดค้นการใช้งานระบบ proof-of-work ในรูปแบบอื่นๆ รวมถึงโซลูชันป้องกัน DOS

แต่ค่าไปรษณียากร hashcash ไม่เคยได้รับความนิยมอย่างแท้จริง ลักษณะเชิงนวัตกรรมของโซลูชันอาจไม่เพียงพอที่จะเอาชนะอุปสรรคในการเริ่มต้น: ใครบางคนไม่สามารถเริ่มเรียกร้อง hashcash สำหรับอีเมลขาเข้าได้หากไม่มีใครใช้มัน เพราะจะทำให้โปรแกรมรับอีเมลของพวกเขาปฏิเสธข้อความขาเข้าทั้งหมด ในขณะเดียวกัน ก็ไม่มีแรงจูงใจที่จะเริ่มใช้ hashcash สำหรับอีเมลขาออกหากไม่มีใครเรียกร้อง เช่นเดียวกับ eCash ของ David Chaum ระบบค่าไปรษณียากรอิเล็กทรอนิกส์ของ Back ก็ประสบปัญหาไก่กับไข่ ซึ่งดูเหมือนจะไม่มีทางแก้ง่ายๆ

อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่เรื่องน่ากังวลใหญ่สำหรับ Adam Back นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอ็กเซเตอร์ ซึ่งงานประจำของเขาตอนนี้คือการทำงานเกี่ยวกับระบบส่งข้อความเข้ารหัสสำหรับข้อมูลทางการแพทย์ เขาคิดไกลเกินกว่า hashcash เกือบจะทันทีหลังจากที่เขาเผยแพร่ข้อเสนอไปยังเมลลิ่งลิสต์ Cypherpunks ค่าไปรษณียากรเป็นปัญหาที่ดีที่จะแก้ไข แต่นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์สนใจที่จะสร้างเงินดิจิทัลเพื่อใช้งานทั่วไปมากกว่า

และในขณะที่ Cypherpunk หลายคนยังคงสันนิษฐานว่าระบบเงินสดอิเล็กทรอนิกส์จะต้องเป็นชั้นบนของโครงสร้างพื้นฐานทางการเงินที่มีอยู่ เช่น eCash แต่ Back มีวิสัยทัศน์ที่แตกต่าง เขาเชื่อว่า hashcash สามารถนำเสนอทิศทางใหม่ทั้งหมดของการวิจัยเพื่อช่วยทำให้วิสัยทัศน์นั้นเป็นจริง

นวัตกรรมหลักของ hashcash คือการผูกข้อมูลดิจิทัลล้วนๆ (ตัวเลขโดยพื้นฐาน) เข้ากับทรัพยากรจริงในโลกกายภาพ การสร้างหลักฐานการทำงานต้องใช้รอบการคำนวณ และรอบการคำนวณเองก็ใช้ไฟฟ้า ซึ่งต้องใช้พลังงานในการผลิต ในขณะที่สิ่งดิจิทัลส่วนใหญ่สามารถคัดลอกได้ไม่รู้จบโดยแทบไม่มีค่าใช้จ่าย หลักฐานการทำงานสามารถเป็นตัวเชื่อมความขาดแคลนพื้นฐานของพลังงานในโลกแห่งความจริงเข้าสู่โลกดิจิทัลได้ในทางหนึ่ง

อันที่จริง hashcash เป็นดิจิทัลแต่ขาดแคลน จำนวนรวมของ "หน่วยสกุลเงิน" hashcash (เนื่องจากไม่มีคำที่ดีกว่า) ถูกจำกัดในระดับหนึ่ง: จะไม่มี hashcash มากไปกว่านี้ไม่ว่าจะผลิตได้มากเท่าไหร่ด้วยปริมาณพลังงานที่ผู้คนพร้อมและสามารถใช้จ่ายในการผลิต

นี่เป็นข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ เพราะความขาดแคลนที่สร้างขึ้นในตัวเป็นหนึ่งในหกคุณสมบัติที่ Adam Back ได้ใส่ไว้ในรายการโปรดสำหรับระบบเงินสดอิเล็กทรอนิกส์ในอุดมคติ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ความขาดแคลนดิจิทัลสามารถสร้างขึ้นได้ในรูปแบบของคำสัญญา เช่น คำสัญญาของ DigiCash ที่จะจำกัดจำนวนเงิน CyberBucks ทั้งหมดที่พวกเขาจะสร้าง แต่คำสัญญาสามารถถูกทำลายได้แน่นอน Back เชื่อว่าการพิสูจน์งานมีศักยภาพที่จะรับประกันความขาดแคลนในระดับที่เป็นรากฐานมากขึ้น

ในขณะเดียวกัน เขาก็รู้ว่า hashcash เองไม่สามารถทำหน้าที่เป็นเงินดิจิทัลเต็มรูปแบบได้ แม้ว่าจะสามารถใช้แบบไม่ระบุตัวตน ยากที่จะปิดตัวลง ไม่ต้องเชื่อใจใครเป็นรายบุคคล และมีความขาดแคลนบ้าง แต่สิ่งนี้ทำได้เพียงสามในหกข้อในรายการของ Back เท่านั้น

ปัญหาหลักคือ hashcash ใช้ซ้ำไม่ได้ หน่วยสกุลเงินแต่ละหน่วยถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้เข้ากับอีเมลเฉพาะ ดังนั้นจึงไม่สามารถนำไปใช้ที่อื่นได้ และไม่ได้ประโยชน์อะไรต่อผู้รับอีกด้วย

Back จึงคิดว่า hashcash หรือการพิสูจน์การทำงานโดยทั่วไป สามารถเป็นพื้นฐานของการออกแบบเงินสดอิเล็กทรอนิกส์ประเภทอื่นได้

หนึ่งในข้อเสนอแรกๆ ของเขา เช่น ระบบ Chaumian ที่ธนาคารจะออกเงินสดอิเล็กทรอนิกส์เมื่อได้รับ hashcash: ผู้ใช้จะสร้างหลักฐานการทำงานและได้รับเงินดิจิทัลที่ไม่มีการรองรับกลับมา เงินนี้จะไม่ระบุตัวตน ใช้ซ้ำได้ และขาดแคลนบ้าง แม้ว่าความขาดแคลนนี้จะอ่อนแอมากในทางปฏิบัติ เพราะผู้คนสามารถสร้างหลักฐานการทำงานเพิ่มเติมได้เสมอหากต้องการ และเมื่อโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ทรงพลังขึ้นทุกปี การสร้างหลักฐานการทำงานที่ถูกต้องจะถูกลงเรื่อยๆ ตามกาลเวลา

อันที่จริง ความขาดแคลนพื้นฐานของ hashcash เป็นเรื่องทางเทคนิคมากกว่า หากมันจะเป็นพื้นฐานของสกุลเงินอิเล็กทรอนิกส์จริงๆ คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่และทรงพลังมากขึ้นก็จะเติมตลาดด้วยหน่วยสกุลเงินใหม่ๆ ในที่สุด และสกุลเงินจะเงินเฟ้อสูงมาก

นอกจากนี้ ผู้ใช้จะต้องเชื่อใจว่าธนาคารจะไม่สร้างเงินจากความว่างเปล่า เหมือนกับระบบเงินสดอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ ที่ทำตามการออกแบบของ Chaum หน่วยงานที่ออกสกุลเงินดิจิทัลและป้องกันการใช้จ่ายซ้ำ จะต้องได้รับความไว้วางใจเองว่าจะไม่ทำให้ตัวเองร่ำรวยอย่างผิดพลาด

แม้ว่า Back เชื่อว่าการแข่งขันทางการตลาดเสรีอาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้

"ดังนั้น บางทีคุณอาจมีธนาคารหลายแห่งและปล่อยให้ชื่อเสียงคัดแยกพวกเขา หากคุณสามารถจัดระเบียบโพรโทคอลเพื่อให้เห็นได้ชัดเจนว่าธนาคารกำลังผลิตเงินสดมากกว่าที่ได้รับจากการชนกันของแฮช [. . .] แต่ถ้าคุณมีหลายธนาคาร คุณก็ต้องมีกลไกแลกเปลี่ยน ตลาดน่าจะสามารถจัดการเรื่องนี้ได้ โดยกำหนดอัตราแลกเปลี่ยนตามชื่อเสียงของธนาคาร" เขาแนะนำ ซึ่งตอนนี้คล้ายกับระบบการธนาคารเสรีอย่างมากตามที่ Friedrich Hayek อธิบายไว้

ถึงอย่างนั้น Cypherpunk หนุ่มจากเอ็กเซเตอร์ก็เชื่อว่าพวกเขาอาจทำได้ดีกว่านั้น:

"มันจะดีกว่าถ้ามีบางอย่างที่ไม่ต้องการความไว้วางใจและไม่มีความเป็นไปได้ที่จะโกง [sic] แทนที่จะอาศัยชื่อเสียงเพื่อคัดแยกพวกเขา"