何謂區塊鏈?

wilson0987 (46)in #news • 7 years ago

Gartner公布2017年新興技術發展週期報告中提到，人工智慧、透明沉浸式體驗與數位平台(區塊鏈三大科技將在十年內帶來革命性影響

何謂區塊鏈?

1.起源

區塊鏈(blockchain)起源於比特幣，2008年11月1日，中本聰(Satoshi Nakamoto)發表了《比特幣:一種點對點的電子現金系統》，闡述了基於P2P網路技術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等的電子現金系統的構架理念，2009年1月3日第一個序號為0的比特幣創世區塊誕生。幾天後2009年1月9日出現序號為1的區塊，並與序號為0的創世區塊相連接形成了鏈，代表著區塊鏈的誕生。

比特幣形成過程中，區塊是一個一個的存儲單元，記錄了一定時間內各個區塊節點全部的交流信息。各個區塊之間通過隨機散列(hash)的演算法實現鏈接chain，後一個區塊包含前一個區塊的hash值，隨著信息交流的擴大，一個區塊與一個區塊相繼接續，所以被稱作區塊鏈。

區塊鏈技術被認為是互聯網發明以來最具顛覆性的技術創新，它依靠密碼學和數學巧妙的分散式演算法，在無法建立信任關係的互聯網上，無需藉助任何第三方中心的介入就可以使參與者達成共識，以極低的成本解決了信任與價值的可靠傳遞難題。

2.特色

A.去中心化。區塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬體設施，沒有中心管制，除了自成一體的區塊鏈本身，通過分散式核算和存儲，各個節點實現了信息自我驗證、傳遞和管理。去中心化是區塊鏈最突出最本質的特征。

B.開放性。區塊鏈技術基礎是開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區塊鏈的數據對所有人開放，任何人都可以通過公開的介面查詢區塊鏈數據和開發相關應用，因此整個系統信息高度透明。

C.獨立性。基於協商一致的規範和協議(類似比特幣採用的哈希演算法等各種數學演算法)，整個區塊鏈系統不依賴其他第三方，所有節點能夠在系統內自動安全地驗證、交換數據，不需要任何人為的干預。

D.安全性。只要不能掌控過半數的資料節點，就無法操控修改網路數據，這使區塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數據變更。

E.匿名性。除非有法律規範要求，單從技術上來講，各區塊節點的身份信息不需要公開或驗證，信息傳遞可以匿名進行。

3.優點

A.中介信用 : 區塊鏈最重要的是解決了中介信用問題，過去，兩個互不認識和信任的人要達成協作是難的，必須要依靠第三方公正單位，區塊鏈技術可以在沒有任何中介機構參與的情況下，完成雙方可以互信的行為。

B.效率與成本 : 中介消失，交易迅速透明，且能夠追查每一筆交易的來源，也能減少中介手續費

4.問題與挑戰

A.技術層面
(a).處理效能: 由於每一個區塊都會包含前面所有區塊的交易資訊，資料越多時各節點同步的時間會越久
(b).交易訊息更改不易: 區塊鏈的特性是交易紀錄無法被篡改，如果轉帳資料錯誤或密鑰遺失，都會造成損失
(c).資料被竄改: 任何組織只要擁有足夠的雜湊演算能力，就有可能重新改寫記錄內容。

B.法規制度: 區塊鏈去中心化、集體維護的特性顛覆了人們目前的運作方式，淡化了國家、監管概念，衝擊現行法規制度。

5.演進

A.區塊鏈1.0 —— 數位貨幣
B.區塊鏈2.0 —— 數位資產與智能合約
C.區塊鏈3.0 —— 區塊鏈大社會（科學、醫療、教育...，區塊鏈+人工智慧）

6.應用

A.數位貨幣 : 比特幣、以太幣（Ether）
B.產品履歷 : 食品溯源
C.醫療 : 病例交換、醫療保險理賠
D.身份驗證 : 學校成績、畢業證書、專業證照辨認
E.金融 : 開戶徵信、借貸、國際匯款、證券清算、銀行信託
F.物聯網 : 穿戴設備、智慧居家、社群網路
G.社會 : 自然人憑證與工商憑證、商業登記、電子投票、電子公證
H.智能合約 : 達到合約條件自動執行，保險理賠、股票分割、租車、企業融資

7.比特幣運行方式

一個支付系統的信用必須解決防止“重覆支付”問題，也就是不能造假幣。中心化的信用系統是靠國家機器防止造假幣。比特幣給每一筆交易“蓋時間戳”（timestamp）。每十分鐘一個區塊（block：相當於網路賬簿），把這十分鐘的全網交易都正確的蓋上時間戳。問題是誰來蓋呢？讓所謂自稱“礦工”（Miner）的人去競爭這十分鐘一個區塊的記賬權，競爭的規則就是正確記賬的同時要去解SHA256難題，誰能證明自己的電腦算力最快（所謂PROOF OF WORK 機制），就能贏得這十分鐘區塊的合法記賬權，並得到二十五個比特幣的獎勵。這就是所謂俗稱的“挖礦”過程，實際是建立一個全網總賬——區塊鏈的去中心化信用過程，所以礦工更本質的職能是“記賬員”！

信用系統建立的過程：

第一步：每一筆交易為了讓全網承認有效，必須廣播給每個節點（node：也就是礦工）

第二步：每個礦工節點要正確無誤的給這十分鐘的每一筆交易蓋上時間戳並記入那個區塊（block）

第三步：每個礦工節點要通過解SHA256難題去競爭這個十分鐘區塊的合法記賬權，並爭取得到二十五個比特幣的獎勵（頭四年是每十分鐘五十個比特幣，每四年遞減一半）

第四步：如果一個礦工節點解開了這十分鐘的SHA256難題，將向全網公佈ta這十分鐘區塊記錄的所有蓋時間戳交易，並由全網其他礦工節點核對

第五步：全網其他礦工節點核對該區塊記賬的正確性（因為他們同時也在蓋時間戳記賬，只是沒有競爭到合法區塊記賬權，因此無獎勵），沒有錯誤後他們將在該合法區塊之後競爭下一個區塊，這樣就形成了一個合法記賬的區塊單鏈，也就是比特幣支付系統的總賬——區塊鏈。

一般來說，每一筆交易，必須經過六次區塊確認，也就是六個十分鐘記賬，才能最終在區塊鏈上被承認合法交易。以下是比特幣的記賬格式：

所謂“比特幣”就是這樣一個賬單系統：它包括所有者用私鑰進行電子簽名並支付給下一個所有者，然後由全網的“礦工”蓋時間戳記賬，形成區塊鏈。

8.參考資料
A.Gartner點名三大科技趨勢、預言量子運算和區塊鏈將在十年內帶來革命性影響
https://www.bnext.com.tw/article/45846/gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2017

B.區塊鏈 - MBA智库百科
http://wiki.mbalib.com/zh-tw/%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BE

C.3大面向一次搞懂區塊鏈，美國NASDAQ、跨國銀行都搶著用
https://www.ithome.com.tw/news/104558

D.比特幣的核心技術，區塊鏈的原理與應用(上下)
https://finance.technews.tw/2017/05/11/block-chain-principle-and-application-bitcoin-pt1/
https://finance.technews.tw/2017/05/17/block-chain-principle-and-application-bitcoin-part-2/