區塊鏈知識大全

區塊鏈是加密貨幣 (Cryptocurrency) 與金融科技 (FinTech) 領域,會運用到的重要核心技術之一。

區塊鏈不但促成了比特幣 (Bitcoin) 的誕生,同時也為金融領域帶來革新,本文將由淺入深,介紹什麼是區塊鏈,它的運作原理特性以及相關應用領域。

區塊鏈是什麼?

科技巨頭 IBM 將區塊鏈 (Blockchain) 定義為一個共享而不可竄改的帳本,可以用來紀錄交易和追蹤資產流向。

區塊鏈就是一種由大家共同持有,無法偽造的「分散式帳本」技術。

當我們將錢存到銀行的時候,銀行會提供一本存摺給我們,存摺上面記載了我們每一筆交易還有餘額,這本存摺就是所謂的「帳本」。

在使用區塊鏈的情況下,所有的人手中都會有一筆同步更新的帳本。有當交易發生時,交易紀錄會即時更新在所有人的帳本上

分散式帳本

要是某個有心人士想竄改一筆已經發生過的交易,就會因為和其他人手中的交易紀錄不吻合,而馬上被發現。

這就是區塊鏈的核心概念:分散式帳本技術 (Distributed Ledger Technology, DLT)

分散式帳本技術 Distributed Ledger Technology (DLT)

把帳本「分散出去」讓每個人共同持有

區塊鏈所採用分散式帳本技術 Distributed Ledger Technology (DLT) 是什麼呢?

簡單來說,就是把帳本分散出去,讓每個人共同持有,也就是每個人都可以透過帳本對帳

傳統上,交易紀錄通常是被政府機關或銀行等中介單位給把持住。

例如銀行帳戶的存款提款的交易紀錄,都是集中存放在銀行管理的。正因如此,銀行勢必會成為有心人士篡改,或駭客入侵破壞銀行系統的重要目標。

中央管理

如果有採用區塊鏈的分散式帳本技術,就可以避免這些問題了。

透過分散式帳本達到去中心化

區塊鏈的分散式帳本,將銀行等中介單位去掉了,這就是所謂的「去中心化」

分散式帳本不需要特定單位或人員管理帳本就可以運作。和傳統交易將交易資料存放在政府、銀行等少數或單一對象身上不同。

如果交易紀錄是被政府或銀行等單位內的少數相關人士給把持住,有人想要竄改帳本中的紀錄,只要少數幾個相關人士串通好,直接竄改手中帳本上的紀錄即可

採用區塊鏈的分散式帳本概念,因為每個人手上都有一本帳本可以對帳,所以如果要篡改紀錄,就必須串通多人一起修改。

因此竄改紀錄的難度,也就被大幅拉升到幾乎難以達成的程度,進而達成防竄改目的。

難以竄改性

以 Google Docs 雲端文件為例

常見的 Google Docs 雲端文件也有類似特性:

Google Docs 文件是同步分散給多人同步編輯的,而不是使用副本,一個人編輯完畢後,再傳給下一個人的傳閱模式。

所以當多人同步編輯同一份文件,彼此都能看到大家到底輸入、編輯了什麼,任何的修改紀錄都會被紀錄下來

使用副本傳遞的方式,是你編輯好了再把檔案傳給我,讓我繼續編輯。

如果中間萬一有個差錯,例如檔案不幸遺失,那便會造成極大的不便。

將同樣的概念,套用在存摺和交易上:

假設今天銀行的交易紀錄,因為不明原因發生錯誤,而客戶又恰好遺失存摺,就會造成死無對證的情況。

就算客戶有網路銀行交易紀錄截圖,截圖也有被人為修圖竄改的可能,因此造成舉證上的困難。

但如果有使用分散式帳本技術,大家手上都有一本帳本,且同時登載著交易紀錄,即使自己手上的帳本上記載的交易紀錄有問題,也有其他人手上的帳本可以核對

大家手上都有一本帳本,且同時登載著交易紀錄

區塊鏈技術如何運作?

MIT 的科技評論中指出,區塊鏈能夠讓人們(特別是彼此沒有互信基礎的人們)在安全且無法竄改資料的情況下,分享具有價值的資料。

看似神秘的區塊鏈,究竟是如何運作的?

首先,我們要先了解,在區塊鏈的世界中,有三個重要概念,分別是:區塊(Blocks)、節點(Nodes)、礦工(Miners)。

區塊 (Blocks)

「區塊鏈」顧名思義,可以想成由區塊 (Block) 所串成的鏈。

而「區塊」則是由以下三個元素組成:

  1. 資料 (Data):資料儲存於區塊之中,可以想像成,帳本(資料)被放在箱子裡(區塊)。
  1. 隨機數 (Nonce):當區塊被創造時,會伴隨產生一個 32 位元的隨機數字。可以將這個隨機數,想像成一把能夠開鎖的鑰匙。
  1. 雜湊值 (Hash):雜湊值是一個經由加密演算法計算出,附加在隨機數上的 256 位元數字。是箱子(區塊)的鎖,只有對應的隨機數鑰匙,才能打開這個鎖。
區塊鏈的箱子與鎖

想要打開箱子上的鎖,查看被鎖在箱子內的資料,就必須先找出鑰匙開鎖。但隨機數鑰匙,要怎麼找呢?

答案是,要透過「算數學」的方式,才能找出隨機數鑰匙。

每一個區塊上的鎖(雜湊值),就像是一道數學題目。這道數學題目的解答,就是鎖的鑰匙(隨機數)。唯有解開題目,才能打開區塊,查看裡面的資料。

而且每一個區塊的數學題目是「連鎖題」,上一個區塊的題目,會影響下一個區塊的題目,如同鎖鏈一般。

如果其中一個區塊內的資料遭到竄改,會影響到該區塊的鎖(雜湊值),也就會連帶導致下一個區塊的鎖產生改變。

既然鎖被改變了,那原本的鑰匙(隨機數),也勢必不能開鎖了。因此一旦鑰匙(隨機數)失去作用,也就代表資料被竄改了。

節點 (Nodes)

節點是存放區塊鏈副本的載具,可以是任何一種電子裝置(例如電腦)。

當區塊鏈正本上的紀錄有變動,節點所記載的副本也會隨著改變。節點越多,副本也就越多,因此要竄改紀錄就更不容易。

礦工 (Miners)

在區塊鏈上創造新的區塊的這個動作被稱為「挖礦 (Mining)」,而挖礦的人,就被稱為礦工 (Miners)。

礦工在挖礦的時候,會使用特殊的程式來解區塊上的數學題,找出「能開鎖的鑰匙」(隨機數)。事實上,鑰匙和鎖有多達 40 億種排列組合。

上述提到,區塊鏈中的每個區塊,都有一個屬於自己獨一無二的鎖(雜湊值)和鑰匙(隨機數),而且鎖和鑰匙(雜湊值和隨機數),都是參照前一個區塊而產生的。也就是說,每個區塊上的鎖和鑰匙,彼此之間是有關係,會互相影響的。

因此挖礦就像是解「連鎖數學題」,礦工解開第一個區塊上的鎖之後,還要繼續往下解開這條區塊鏈上的所有鎖。如果區塊鏈越長,就越難解,也要解越久。

挖礦:比誰最快找到鑰匙

挖礦,就是比誰最快先把區塊鏈連鎖數學題解開。

但除了解開題目之外,礦工找到的鑰匙,還需要得到區塊鏈上所有節點的認可,礦工才能真的解鎖,將箱子(區塊)打開,並將資料放進箱子(區塊)。

第一個解開題目的礦工所找到的鑰匙,被所有節點接受後,這位礦工就可以將資料寫進區塊鏈。也就是說,礦工會得到「區塊鏈帳本的紀錄權」,這位礦工將有權利,在區塊鏈帳本上紀錄資料。

此外,礦工還能獲得虛擬貨幣作為獎勵,也就是俗稱的「挖到礦」。

區塊鏈的「鏈」是什麼意思?為什麼要叫做 BlockChain?

區塊鏈上的資料,有著一環扣住一環的特性,因此才會使用區塊「鏈」(Blockchain)這個名稱。

區塊鏈是由一個一個的區塊組成的,每一個區塊之間,是透過加密技術所串起來的。而資料,也就是帳本,會分成一塊一塊,存在每一個區塊中。

如果今天有人想要竄改某一個區塊中帳本上的某一筆紀錄,他必須先解開區塊鏈的連鎖數學題,才能夠竄改資料。

就算竄改成功了,因為資料被異動過,區塊上的鎖(雜湊值),會隨之改變,連帶影響後面區塊的鎖,導致原本找到的連鎖數學題答案(也就是鑰匙)失效,不能再開鎖了。

區塊鏈上的每筆資料都經過加密,紀錄資料的帳本還被串在一起。再加上分散式帳本技術,讓大家手中都有一份帳本,又有節點記載著副本。

所以只要有資料被竄改過,一經比對就會馬上被發現。也就是說,區塊鏈上的資料,因為有著環環相扣的特性,而無法被任意更改。

區塊鏈投資:透過區塊鏈技術獲利

要如何透過投資區塊鏈獲利呢?

想到投資區塊鏈,多數人第一個想到的就是「加密貨幣」。

加密貨幣確實是目前區塊鏈投資的重要標的,但實際上,區塊鏈的應用層面是更加廣泛的,區塊鏈的投資標的不是只有加密貨幣一種,也不是只有投機交易這一種獲利手法。

就如同大家都知道,智慧型手機除了可以拿來玩遊戲外,還有許多其他功能,像是手機應用程式(APP)生態圈崛起後,各式各樣的APP帶來的便利性與實用性,就遠大於玩遊戲一途。

區塊鏈的獲利管道,大致可分為「技術」、「知識」與「加密貨幣」三大領域。

區塊鏈技術

單純運用區塊鏈技術也能創造獲利,例如知名晶片大廠英特爾(Intel)將區塊鏈技術納入研發版圖,科技大廠 IBM也結合區塊鏈和雲端技術,進而提升獲利。

也有所謂的加密貨幣銀行 Silvergate Capital,或是數位資產暨區塊鏈公司Galaxy Digital等,專注在區塊鏈技術上做出相關應用與革新的公司。

投資人若看好區塊鏈技術的未來發展,可以考慮透過股票投資對區塊鏈技術有涉略的公司。

區塊鏈知識

多加了解區塊鏈相關知識,是投資自己的一種方式。如果想從事區塊鏈相關產業,也必須要有區塊鏈相關知識。

哈佛大學有推出六門免費的區塊鏈相關課程MIT也有推出區塊鏈線上課程,課程難度從入門到進階都有,如有興趣和餘裕,不妨報名學習,加強自己的區塊鏈領域知識,作為未來職涯發展的基底,也是一項很好的投資。

加密貨幣

在直接利用區塊鏈的獲利方式當中,加密貨幣佔有十分重要的地位。如果覺得挖礦技術過於高深,購買加密貨幣也是一種藉由區塊鏈獲利的方法。

根據 CoinMarketCap 網站指出,全球加密貨幣市值約 1.7 兆美元,從 2013 年的 13 億美元,成長到上兆美元。而佔據整個市場市值四成的比特幣,從 2013 年的不到 100 美元,成長到最高 60,000 多美元,價值至少暴增了 600 倍以上。

加密貨幣市值

這股風潮,也帶動其他加密貨幣蓬勃發展,像是身為加密貨幣第二把交椅的以太幣,幣值成長了上千倍,其他種類的加密貨幣,也如雨後春筍般遍地開花。

例如起初因為有趣好玩而發行的狗狗幣Dogecoin,居然也像其他加密貨幣一樣,價格大幅上漲。

區塊鏈的應用

加密貨幣:比特幣 Bitcoin

區塊鏈最著名的應用,就是加密貨幣比特幣。比特幣由匿名作者中本聰於 2008 年發明,在 2009 年的 1 月發布使用後,成了區塊鏈於真實世界中的第一項應用,比特幣也將區塊鏈技術發揚光大。

基於區塊鏈技術演算法,比特幣有區塊鏈的「分散式帳本」,還有交易紀錄透明等特性。

因此比特幣的帳本,是建立在一個公開且分散的基礎上,這個帳本允許任何礦工解決區塊鏈的加密連鎖數學題後,在區塊上加入新的交易紀錄,也就是記帳。記帳成功能獲得的獎勵,則是一個區塊 25 個比特幣。

任何人都可以挖比特幣

任何人都可以透過網路,貢獻出自身電腦的運算能力,解出數學題,以獲得比特幣作為報酬。這樣的行為也就是俗稱的「比特幣挖礦」,挖礦所需仰賴的幕後功臣,就是區塊鏈技術。

比特幣的蓬勃發展,伴隨而來的是挖礦的能源消耗問題。隨著區塊鏈日益增長,投入者也越來越多,為了解開區塊鏈每一區塊上的數學題,所運用的運算能力有增無減。

根據推估,比特幣網路一年所消耗的電力已達 129 兆瓦/小時,已經超過挪威 124 兆瓦/小時,緊追在紐約州的 161 兆瓦/小時後面,可見其電力消耗之大。

加密貨幣:以太幣 Ethereum 

 2013 年以太坊共同創辦人與發明者 Vitalik Buterin 提出的以太幣,是市佔第二大的加密貨幣,緊追在比特幣之後。

以太幣和比特幣一樣,都是使用區塊鏈技術的加密貨幣。但無論是討論度和創新程度,以太幣都不會輸給比特幣。

以太幣應用:去中心化金融 Defi

以太幣為區塊鏈應用增添了更多不同的面向,除了加密貨幣以外,還發展出了去中心化金融(DeFi),DeFi有別於傳統金融,使用的是區塊鏈的應用——智能合約(Smart Contrct),不需仰賴銀行、券商或交易所提供的服務,就能進行一系列金融交易活動。

在眾多加密貨幣中,如果說比特幣是一把尚方寶劍,佔了絕大的重要地位。那以太幣就是把萬用瑞士刀,多種區塊鏈應用情境,都能看見以太幣的身影。

Smart Contracts 智能合約 

前述所提及到,DeFi 使用了智能合約,讓交易更加有保障,智能合約又是什麼呢?

IBM 對於智能合約的定義,是一個存放於區塊鏈的簡單程式,當事先設定好的條件達成後,便會自動履行合約內容。

可以將智能合約想像成一個自動化程序,例如設定「A股票獲利超過15%」這個條件被滿足時,不需人工操作,智能合約即自動執行「賣出所有A股票」。

智能合約不需要透過任何中央主管機關或銀行等中介單位,協助執行或是監督,就能夠自動化執行,也就是說,智能合約具備去中心化的特性。

另外,智能合約也承襲了區塊鏈的可追蹤性與不可竄改性。因此,智能合約的建立、修改以及執行等,都是有紀錄可以追蹤查看的,若有人竄改智能合約,也會留下紀錄。

銀行與金融服務 

區塊鏈技術,對於銀行與金融業服務響最具前瞻性的應用,莫過於前述所提到的去中心化金融 DeFi 了。

事實上,區塊鏈得以解決傳統銀行所面臨到的許多困境,例如銀行的上班日僅限於平日的特定時段,或是跨國金融交易需考量到時差,以及結算時間較長等。

但如果採用區塊鏈交易,則沒有所謂的營業時間和時差限制,區塊鏈上的加密貨幣交易,可以說是全年無休。

在交易速度上也十分迅速,傳統銀行入帳(例如跨國匯款)可能需要等待數小時,甚至數天不等。但以比特幣的交易時間為例,短則約 15 分鐘,長則約莫 1 小時,只要比特幣的網路不壅塞,都可以快速完成交易。

因此如果能妥善運用區塊鏈,便能大大提升金融便利性,並可省下可觀的金融交易成本。

資產紀錄

在買賣不動產等,交易流程複雜,或規模較為龐大的資產時,買賣雙方所需要辦理的手續都很繁雜。

例如如買賣房屋,有許多實體文件需要透過各種管理,或辦理各種手續,以送交到買賣雙方、仲介、政府或銀行等多方手上。

是萬一不幸在任何環節中,發生疏失(例如弄丟文件、紀錄出錯等),勢必會造成爭議,並會讓交易人增添不少困擾。

在買賣房屋的交易流程中,如果各方對於彼此的信任薄弱,導致需在各流程、關卡上加以驗證真偽,便會十分耗時,而且容易引發爭議。

如果將區塊鏈技術應用在資產紀錄上,由於區塊鏈本身具有相當的公信力,像是區塊鏈有可追蹤性與不可竄改性等,便能在一定程度上,減少信任方面的疑慮,進而減少因不信任,而需驗證產生的時間和金錢成本。

近期十分火熱的非同質化代幣 (NFT),便是一種使用區塊鏈作為資產紀錄的實際應用。

區塊鏈的應用實例

除了加密貨幣與智能合約等,區塊鏈也逐漸發展出許多不同的應用

去中心化 P2P 借貸

過去人們進行 P2P 借貸時,多半都需要一個有公信力的第三方平台,作為中間人甚至擔保,才能降低借貸上的信任風險。但大多數第三方P2P借貸平台,卻不像傳統商業銀行那樣值得信任。

去中心化的P2P 借貸,免除了第三方中介,也就是不需要任何銀行或平台介入。貸款方只要將一定數位資產抵押於合約內,且提供超額擔保,就能提供給借款方保障。

零成本樂透

「買樂透需要下注」眾所皆知,難道世界上有不用下注的樂透嗎?

名為 Pooltogether 的區塊鏈去中心化應用,玩法與樂透相去不遠。Pooltogether實際上是類似「標會」的概念,眾人透過智能合約,集資把一筆錢拿去「去中心化借貸平台」放款賺利息。參與者可以無本參加抽獎,幸運得主將可以獨得每週的利息所得。

按讚兼打賞

自媒體創作的傳統收入來源,有置入廣告、接業配文等方式。近來有一種名為Likecoin 的新興按讚兼打賞工具,可以讓創作者得到的每一個讚,都能換成錢。

Likecoin上的按讚和打賞獲利,是用Likecoin(讚賞幣)加密貨幣進行的。付費用戶(Civic liker 讚賞公民)可以選擇用 5、20 或 100 美元兌換成Likecoin,贊助創作者。

免費用戶也可以按讚支持喜歡的作品,Likecoin每月會按照比例,將打賞金分配給創作者。

用虛擬貨幣打賞創作者,對於創作者而言是一筆額外收入,也有鼓勵創作者多多創作優質作品的功能。

電商消費回饋比特幣

經常使用線上購物而且特別精打細算的消費者,多少都知道 ShopbackLine 購物等現金或點數回饋網站。

Lolli 比特幣回饋網,其實和現金或點數回饋網站很類似。不過有別於現金回饋與 Line Point 回饋,Lolli回饋給消費者的是比特幣,在回饋金的發放速度上,也比傳統現金回饋網站快上不少,最快只要 30 分鐘即可入帳。

融入代幣經濟的內容創作平台

在內容創作平台 Steemit發文或回覆,可以獲得虛擬貨幣Steem coin作為報酬。但實際上能獲得多少Steem coin,和創作者的聲量與人氣息息相關,只要人氣夠旺,報酬就有可能會水漲船高。

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