关于点对点电子货币系统的初步研究

论文总字数：37178字

摘 要

点对点电子货币系统，如比特币(Bitcoin)，是现在相当热门话题。自Satoshi Nakamoto的开创性的想法之后，在实践中又有了相当大的发展。从最早的Bitcoin开始，随着电子货币实践的不断发展，经过若干次分岔，现在已经成为了货币群。

同时，注意到，生物种群模型在生态学理论模型研究中占据重要地位。“竞争排斥原理”是生态学理论中的一个基本原则。根据这一原理，处于同一生态位的两物种之间会竞争有限资源导致其中一个物种将灭绝，而不同的加密货币之间也存在类似于生物种群之间竞争的关系，生物种群模型或可以应用用在分析点对点电子货币系统中的不同货币之间的合作和竞争关系上。

本文通过将生物种群模型中的竞争排斥原理应用于电子货币（比特币和以太坊）进行分析，拟合，作图，可以让我们更好的了解电子货币的商品属性和不同电子货币之间的合作和竞争关系以及某些关系做出解释。另一方面，本文为生物种群模型提供了更丰富的研究素材和相关背景，同时本文也针对一些与模型偏差较大的异象给出初步解释。

关键词：加密货币，生物种群模型，竞争排斥原理

Abstract

A Peer-to-Peer electronic cash system, such as Bitcoin，is a popular topic nowadays. By Satoshi Nakamoto’s pioneering idea and with considerable development in practice. With the continuous development of e-money practice, it has turned into a large group of e-coins after several bifurcations.

Meanwhile, it is noted that biological species models play an important role in the ecological research, whose basic principle of theoretical ecology is called "competition exclusion principle" shows that two similar species compete for the same limited resource cannot coexist, one species will exterminate. There is a similar competitive relationship between different e-coins. The species model could be used in the analysis of the cooperation between different coins in the peer to peer electronic currency system.

In this thesis, some discrete competition models and the competitive exclusion principle are applied in the analysis, fitting and drawing of the electronic coin（btc，eth） and we can understand the commodity property of electronic coin and the cooperation and competition relationships and some other relations between different electronic currencies better. On the other hand, a series of more abundant research materials and more relevant background for the biological species model are provided by this paper.. Besides, this paper also gives a preliminary explanation for anomalies in the model.

Key word：e-coin，discrete competition models，competitive exclusion principle

目录

摘要...........................................................................................................................................................I

Abstract....................................................................................................................................................II

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2以比特币为例的电子货币介绍 2

1.3生物种群模型与竞争排斥原理的介绍 5

1.4 本文的研究目的和主要研究内容 8

第二章 研究工作与方法 8

2.1原始数据采集与模型假设 ，初步处理与归类，总体拟合 8

2.1.1数据采集与模型假设 8

2.1.2初步分析和归类 10

2.1.3总体拟合 12

2.2参数测定 13

2.2.1平稳期参数测定 14

2.2.2波动期参数测定 17

2.3.误差分析与异象解释 20

2.3.1误差分析 20

2.3.2异象解释： 22

第三章 结论 25

致谢 26

参考文献（References） 27

附录................................................................................28

1. 绪 论

1.1 引言

“比特币作为点对点电子货币的开端，最初源于08年中本聪（Satoshi Nakamoto）在 2008 年题为《比特币：一种点对点的电子现金系统》的论文（Nakamoto，2008）。”^[1]“在这篇文章中，中本聪的独创性想法创造了一种只基于点对点（Point to Point，P2P）的电子货币系统。”^[6]“在这种电子货币系统中，买卖双方的全部支付可以脱离如商业银行第三方支付中介，而依靠只有交易双方间进行的点对点系统进行，由此分支出一种前所未有的支付体系。”^[2]在比特币起步之初，比特币被看做是一种基于密码学的创造，其传播范围较小，极少有人有意愿用现存活币兑换该电子货币，经过多年的发展已经成为电子货币群。“自从11年开始，一些对电子货币持乐观态度的国家成立了若干交易所，”^[3]去年年底，芝加哥期货交易所推出比特币期货，更是让比特币对美元汇率一飞冲天，逼近20000美元高点。众所周知，成为货币最起码需要满足一系列特征：普遍接受，币值稳定等。加密货币波动过大，且无政府背书，不具备作为货币的资质。尽管加密货币作为一种商品或是投资标的，收到许多价值投资者抨击，其中不乏巴菲特，芒格等伟大投资家，但是区块链技术存在广泛的应用前景，且被广泛看好，且目前比特币分岔产生了币群，各种子电子货币之间存在很大替代性，在去年年底，比特币崩盘，而其他币种逆势上扬，出现多次剪刀差现象，可以认识到将加密货币特殊对待，并加以研究，其背后可能不像传统商品一样具备明显的使用价值，即背后既没有经济学原理作为支撑，也没有作为一般等价物的资质（这也是被价值投资者抨击的主要原因），但从可以媒介部分交易，以及或作为未来货币发展趋势的特性来看，值得作为一种有别于货币及其他一般商品的特殊商品用于研究和进行同类比较。

“理论生态学的一个基本原则是“竞争排斥原理”。根据这一原理，两种相似的物种争夺同一种有限的资源就不能共存；”^[4]其中一个物种将被迫灭绝许多模型已经论证了这一原理，封闭环境中的Lotka-Volterra微分方程模型最为广为人知。众所周知，“Lotka-Volterra模型只允许存在四个动力学状态，所有这些都只涉及到平衡态的可能的渐近状态。”^[5]如果物种之间的竞争很弱，那么共存的情况（以全局渐近稳定平衡态的形式）就会发生。然而，如果种间竞争是足够强，竞争排斥现象就会发生（以拥有一个零分量的平衡态的形式）。由物种间的相对关系内生决定的模型系数，让种间竞争拥有三种不同的情形。其中两种情况是对称的情形，它们都有一个全局范围内吸引的平衡态，而另一个物种消亡了。第三个，也是最后一个情形是共存有一对不稳定的平衡态（鞍点），其稳定流形决定了两个吸引区域，每一个区域和一个竞争排斥平衡态相关。在这种两种存在“鞍点”的情况下，物种最后的分布关系尤其初始输入值决定。因此，我们不妨假设通过电子货币媒介的交易是有限的，将目前市值最大的两种电子货币看做竞争的两个物种，处于一种相对封闭的环境（即为比特币和以太坊看做竞争统一资源的两种物种），以此来进行研究。

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