區塊鏈入門指南

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區塊鏈入門指南
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什麼是區塊鏈?

區塊鏈是一種特別的資料庫,資料僅能被加入(不能移除或改變)。如其名稱,區塊鏈由許多區塊串起成鏈的方式構成– 這些就是我們所說的加進到資料庫的資訊塊。每個區塊都有一個指標,指向上一個區塊,一般來說包括交易訊息、時間戳記與其他元數據,來確認它是有效的。

由於它的鏈接方式,其中的條目是無法被編輯、刪除或是改變的,如果試圖改變,它將會使得跟隨其後的所有區塊無效。


區塊鏈如何運作?

現在的區塊鏈可能都有些令人興趣缺缺– 你可能會想說這個系統比起一般的試算表好在哪裡。區塊鏈興起是因為它讓用戶一起合作維護共享的真相來源,而且不需要彼此信任對方。有了分布式網路,沒有特定一方可以挾持一個健全的區塊鏈。

要運行且獨立驗證區塊鏈的狀態,用戶必須下載特定軟體。一但開始運作用戶的機器,這個軟體會與其他機器上的物件們連接,以上傳/下載資訊(例如交易或區塊)。新用戶下載一個區塊時,會檢查它是否依據系統內的規則所創建,並轉播這個訊息給同伴們。

我們現有的生態系中,是可以由數百、數千或是數萬個實體所組成的,這些實體運行並同步資料庫副本(我們稱之為節點)。這讓系統是保持高度充裕且隨時可用的。


資訊是如何加載到區塊鏈上的?

當假的金融資訊被記錄時,區塊鏈的誠信才會被破壞。同時,這個分布式系統中沒有管理者,也沒有領導人–我們要如何確保參與者都是誠實行事呢?

中本聰提出了 工作證明(Proof-of-Work)系統,它讓所有人都能提出要附加到網路上的區塊。要提出一個區塊,他們必須用計算能力去猜出一個由基礎協議產出的解答(重複地 雜湊資料,產出一個低於特定值的數字)。

我們稱這個過程為 挖礦。如果礦工正確地猜到解答,他們所建立的區塊(由他們所收到的未確認交易組成)將會增添至鏈上。然後,他們會收到由該區塊鏈原生代幣計價的獎勵。

單向雜湊函數是指給定輸出,它基本上不可能猜到輸入。但給定輸入時,驗證輸出卻很容易。如此一來,任何參與者都可以驗證礦工是否產出「正確」區塊,並否決那些無效區塊。在無效的區塊下,礦工是沒有獎勵的,而且他會浪費掉用來製造無效區塊的資金。

在加密貨幣的系統中,公私鑰密碼學也確保各方無法使用不屬於自己的資金。錢與私鑰(只被擁有者知道)綁定,只有有效的簽名才能確保被轉移,而被花費。

工作證明在取得用戶間共識上,是最久經考驗的方式。其他方式像是權益證明(Proof-of-Stake),正被日益探索之中,儘管它們還沒有以其真實的形式被正確地實行(雖然 混合共識機制(hybrid consensus mechanisms)已經存在了一段時間)。


誰發明了區塊鏈?

不可篡改的資料鏈這個概念要回溯到 90 年代早期。學者 W. Scott Stornetta 與 Stuart Haber 發佈一篇名為 《如何在數位文件加上時間戳記》(How to Time-Stamp a Digital Document)的論文,它討論了各種有效率的時間戳記檔案做法,讓檔案不會被編輯或竄改。

然而,Stornetta 和 Haber 的論點並不完善,它仍需要信任第三方才能實行。區塊鏈 合併了其他電腦科學家的創新,而在前段提到的 中本聰(Satoshi Nakamoto)被認為是此系統之父。

想了解更多關於區塊鏈的歷史?請閱讀 《區塊鏈的歷史》


區塊鏈能做什麼?

加密貨幣僅是冰山一角。許多人認為去中心化金錢到來後,去中心化運算也將隨之而來。比特幣這樣的第一代區塊鏈帶來了共享交易資料庫,像是以太坊的第二代區塊鏈則帶來了 智能合約。它是在區塊鏈上運作的程式,能管理代幣有條件的轉移。

有了智能合約,而且沒有中央伺服器運行著代碼,這表示主機級別的中心單點故障已經去中心化。用戶可以審計軟體(假設為公開可得),開發者可以設計出不會被終止或修改的合約。

部分區塊鏈應用包括:

  • 加密貨幣– 數位貨幣是財富轉移強而有力的媒介,它不會有但點故障、不需要守衛與中間人。與銀行轉帳到結算的時間相比,用戶可以在短時間內與全世界的用戶傳輸與接收資金(以及常是低廉的費用)。代幣無法被沒收,交易也無法被回溯或凍結。
  • 條件支付– Alice 與 Bob 並不信任彼此,但他們想要賭一場運動賽的結果。雙方送出 10 枚 ETH 到一份智能合約中,並透過oracle匯入資料。在比賽結束後,合約會評定哪一隊贏,並付給贏家 20 枚 ETH。
  • 分佈式數據– 區塊鏈雖面臨擴展性問題,但它可為檔案管理提供分佈式儲存媒介。造訪控制可透過智能合約來管理,而數據本身儲存在鏈下裝置。
  • 證券–儘管它有一定程度的交易對手風險,基於區塊鏈的證券行代幣被認為是金融體系急需進步的一環。它們可以注入嶄新的流動性與轉移性到現在的證券業界,資產代幣化也將變得可能(像是資產或股票)。


區塊鏈用來做什麼?

區塊鏈迎合著 廣泛用例。以下,您將會在幣安學院發現更多進階文章。

  • 供應鏈有效率的供應鏈是許多成功企業的核心,關係著從供應商到消費者的貨物處理。過去已經證明一個產業要多個利益關係者合作是很難的,然而,透過區塊鏈技術,一個基於不可篡改資料庫的互通性生態系,是可以為無數的產業帶來新級別的透明性的。
  • 遊戲玩家受到掌控著伺服器的公司所擺佈。對終端用戶而言,並沒有實際所有權,遊戲內資產也僅僅是帶著標題的參數而已。選用區塊鏈方案,用戶可以擁有他們自己的資產(以同質性或非同質性代幣的形式),並可以在遊戲間或市場上轉移它們。
  • 健康照護區塊鏈的透明與安全使其成為一個儲存醫療紀錄的理想平台。醫療體系十分碎片化(由醫院、診所與其他健康服務提供者組成),而且倚賴中心伺服器讓敏感資訊處於相當脆弱的處境。透過密碼學將人們的紀錄放在區塊鏈上保存,病患能維護他們的隱私,同時能正常地與連上全球數據庫的機構共享資訊。
  • 匯款:對傳統銀行來說國際匯款一直是件麻煩的事。手續費與結算時間讓它變得昂貴,需要緊急交易時也不可靠。加密貨幣與區塊鏈去除了這個生態系的中間人,現在有各種計劃正擁抱這項科技,以達成便宜快速的轉帳。
  • 數位身份:在數位時代,世界急需有身份解決方案。物理身份證明容易受偽造,且許多人無法使用。身份自主權可以在區塊鏈帳本上落地,並與其擁有者綁定,身分擁有者可以選擇性地向第三方揭露資訊,而無需犧牲隱私。
  • 物聯網:有些人認為日益增長的一系列物聯網裝置,無論是家用或工業使用環境,都會因結合區塊鏈而大大增強。這些裝置的增量擴展會需要「機器對機器」(M2M)支付的新經濟,而它就需要一個對小額支付有高吞吐量的系統。
  • 治理:由於分佈式網路部署了自有形式的規範,它們能在地方、中央,或甚至國際層級的去中介治理過程中應用,也不令人意外。區塊鏈治理可確保所有參與者都能加入決策,並提供透明的政策實施概況。
  • 慈善:慈善組織常因收款限制而受阻。「加密慈善事業」以區塊鏈技術來突破這些限制。利用科技特性確保更多的透明、全球參與與減少花費,這個新興領域正尋求最大化慈善的影響力。


結論

公有區塊鏈是無需許可的系統,意味著你不需任何許可就能參與。有了比特幣與其他加密貨幣,用戶只需要下載開源軟體就能加入至網路。

這些帳本的可造訪性高,它也相當難被限制參與,而且要將整個網路下線幾乎不可能。如此的可造訪性對於所有類型的用戶來說,是一項具有吸引力的工具。 

儘管最受歡迎的應用是金融交易,但仍有其他許多領域導入此項技術後,將可能在未來受益。

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