區塊鏈

區塊鏈將開啟未來世界的大門

隨著數位網際網路時代的來臨，網路三大效應持續發酵，未來世界與網際網路也已經產生密不可分的關係，而所謂的網路三大效應分別是「去中心化」、「去邊界化」、「去中間（介）化」，下面簡單舉三個例子來說明何謂「去中心化」、「去邊界化」、「去中間化」。

去中心化

假設A菜市場發行一種貨幣為A幣，其貨幣的統一發行中心就是A菜市場（中心化），這種幣專門用於全國所有菜市場內的交易，但如果今天A菜市場倒了或是關閉了，那麼這種所謂的A幣便會變得沒有任何價值，因為統一管理的中心不見了。

而所謂的去中心化，即是今天由A市場提出一個貨幣概念，經由其他B、C、D、E等其他市場的認可後，一同發行出新的貨幣A幣，且每個市場都可以管理A幣，所以就算今天A市場倒了或關了，其他市場依然可以利用A幣交易，其貨幣價值依然會存在。而這項議題也將是「區塊鏈」（Blockchain）所探討的重點！

去邊界化

在現實生活中，每個國家間都有所謂的邊界，一旦需要越界便要向海關提出一連串的申請才能進入。但是網際網路卻克服了這個設定，達到網路無國界的狀態。也就是今天只要有一台電腦和網路，我就可以透過網路去任何國家網站查看，不需經過海關的認證。

去中間化

今天假設我要賣一本書，則經由書店銷售，最後才會到讀者手上，這個過程要經過一個中間人，也就是會被收取中介費用，這相當於你所獲得的利潤就變少了。若今天我只要透過網路就可以直接把書賣給讀者，去除掉中介人角色的部分，這樣我所獲得的收益便會最大化。

區塊鏈到底是什麼？

自從進入2017年開始，「區塊鏈」這個聽起來硬生生的名字迅速紅遍整個網際網路世界。現在，各行各業和網際網路組織對區塊鏈都抱持著極大的期待與熱情，期望它能夠在金融服務、供應鏈管理、文化娛樂、社會公益、智慧製造、教育學習等各個領域發揮了其重要的作用。

區塊鏈概念為什麼會受到各領域的追捧呢？這源自於區塊鏈技術中的那些特點呢？區塊鏈到底改變我們了那些和我們息息相關的東西呢？它究竟有什麼優、缺點？現在就讓我們一同來揭開它神秘的面紗。

本質上講，區塊鏈其實是一種去中心化的資料庫，或者說是一種公共記錄的機制，例如比特幣的使用、帳戶安全的應用等。而它是通過建立一本位於網路上公開的公共帳本，由網路上所有的用戶共同在帳本上記錄與核帳，保證了訊息的真實性和不可篡改性。而之所以叫區塊鏈，是因為它是由一連串用密碼學相關的方法所產生出來的數據塊（區塊）（Block），每一個區塊中都記錄了一次網路交易訊息，可用於驗證其訊息的有效性（防偽）和生成下一個區塊，進而形成一條鏈狀（Chain）。說得更簡單一點，區塊鏈可視作進化版的帳簿或紀錄，而這本帳簿稱之為「分布式帳本」，讓所有得到授權的參與者不需要通過中介，都可以直接使用查詢。也就是一種利用「去中心化」和「去信任化」方式集體維護一本帳本的可靠性的技術方案。

舉個例子，以往假設A想付錢給D，必須要經過中心機構O（銀行或是政府）。現在有了區塊鏈。A就可以直接和D交易，而其他人會一起確認並驗證交易的真實性，更新了公共帳本後，所有人再同步更新最新的帳本即可。這裡我們將記錄與核帳的權力下放至每一個使用者手中，並且通過加密來保障交易的真實可信性。所以，在區塊鏈中我們不需要核對帳本，只需要共同維護一本總帳就可以（相當於每個人都可以看到的公共帳本）。

如何使用區塊鏈呢？

首先，區塊鏈使用了獨特的數據結構。區塊鏈按照時間順序，將一段時間內的交易區塊通過哈希值（Hash）以鏈條的方式組合成特定結構。鏈條式的數據結構通過密碼學算法確保訊息不會被篡改、不可偽造。

其次，區塊鏈建立了去中心化的分布式共享帳本。此帳本為系統中所有的（用戶端）節點所共享，系統每經過一次交易，這筆交易訊息都會被記錄至每個節點，並由節點上的用戶進行驗證和更新記錄。且節點與節點之間的關係是平等的，不會有中心化的服務節點存在。這種數據共享的機制也確保了假如有少數節點關閉了或是退出了，卻不會影響其他人帳本資訊的完整性。

再者，區塊鏈是公開透明且可查驗的。為了避免中心化系統的訊息不對稱和信任危機，區塊鏈提供了訊息透明機制（來自兩個層面）：一是交易層面，當交易發生時，鏈上的所有參與方都會收到同樣的訊息，且這些交易記錄都是公開可查詢的。二是區塊鏈協議是完全開放的，任何人都可以知道區塊鏈系統運行的邏輯和規則。

最後，區塊鏈建立了基於工作量證明的共識機制。著名的拜占庭將軍問題指出：在分布式通訊中，在相互不信任的前提下，處理共識問題是很難的。但是，區塊鏈引入工作量證明方法，通過採用POW（工作量證明）、POS（權益證明）、DPOS（股份授權證明）、POOL（驗證池）等共識機制，解決了點對點下的拜占庭將軍共識問題。

共識機制概述

1. POW（工作量證明）：俗稱的「挖礦」。經電腦運算出一個滿足系統規則的隨機數，即可獲得記帳權，並發出需要記錄的數據，供其他節點驗證後再儲存。

2. POS（權益證明）：POW的一種升級共識機制；根據每個節點所佔代幣的比例和時間；等比例降低挖礦的難度，從而加快找隨機數的速度。

3. DPOS（股份授權證明）：類似於董事會投票，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記帳。

4. POOL（驗證池）：基於傳統的分布一致性技術，加上數據驗證機制；是目前行業大範圍在使用的共識機制。

共識機制的優、缺點

共識機制優點缺點

POW完全去中心化、節點可自由進出系統目前比特幣已經吸引全球大部分的算力（電腦計算能力），其他再用POW共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的算力來保障自身的安全；挖礦造成大量的資源浪費；共識達成的周期較長，不適合商業應用。

POS在一定程度上縮短了共識達成的時間。還是需要挖礦，本質上沒有解決商業應用的痛點。

DPOS大幅縮小參與驗證和記帳節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。整個共識機制還是過於依賴於代幣，很多商業應用是不需要代幣存在的。

POOL不需要代幣也可以工作，在成熟的分布一致性算法（Pasox、Raft）基礎上，實現秒級共識驗證。去中心化程度不如比特幣；更適合多方參與的多中心商業模式。

區塊鏈的特點

傳統帳本vs.區塊鏈帳本



傳統帳本區塊鏈帳本

通常只有一個中心帳戶，每筆交易訊息都會記錄在中心帳本上，並且會適當的收取中介費用。每個人都會有一本帳本，每筆交易訊息會記錄在每個人的帳本上，且不需給付中介費用，而交易一旦紀錄，便不可撤銷或篡改。

由上表可以知道區塊鏈帳本與傳統帳本相比，區塊鏈具有去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改、匿名性等特點。

1.去中心化：由於使用分布式核算和存取，不存在中心化的硬體或管理機構，所以任何一個用戶的權利和義務都是均等的，而系統中的每個區塊均由該區塊鏈中所有的用戶來共同維護。

2.開放性：由於系統是開放的，除了交易雙方的私有訊息會被加密之外，區塊鏈中的所有數據是對所有用戶都公開的，任何人都可以通過公開的接口查詢區塊鏈上的數據和開發相關應用，因此整個系統訊息呈現高度透明化。

3.自治性：區塊鏈採用基於協商一致的規範和協議（比如一套公開透明的演算法），使得整個系統中的所有用戶都能夠在「去信任」的環境下自由安全的交換數據，使得對「人」的信任改成了對「機器」的信任，任何人為的干預都無法引起作用。

4.訊息不可篡改：一旦訊息經過驗證並添加至區塊鏈中，就會永久的儲存起來，除非你能夠同時說服系統內超過51%的用戶一同更改區塊中的資訊，否則個人對資料庫的修改是無效的，因此區塊鏈的數據穩定性和可靠性極高。

5.匿名性：由於用戶之間的交易遵循固定的演算法，其數據交易是無需以信任為前提的（區塊鏈中的程序規則會自行判斷交易是否有效）。因此交易雙方無須通過公開身分的核對，讓對方產生對自己的信任，對信用的累積非常有幫助。

綜合上述特點，可以知道區塊鏈是一部透過網路連結而成的「信任機器」，它開源、開放和去中心化。基於這些特性，可以想像，一個項目具備了區塊鏈的屬性並被認可後，這個項目將會得到信任和追捧。如用戶使用基於區塊鏈的去中心化而成立的交易所，能避免對中心化的交易所帶來的虛假交易、捲款逃走等擔憂。這也就是「區塊鏈」的影響力和讓人們期待的地方。

區塊鏈將開啟未來世界的大門

隨著數位網際網路時代的來臨，網路三大效應持續發酵，未來世界與網際網路也已經產生密不可分的關係，而所謂的網路三大效應分別是「去中心化」、「去邊界化」、「去中間（介）化」，下面簡單舉三個例子來說明何謂「去中心化」、「去邊界化」、「去中間化」。

去中心化

假設A菜市場發行一種貨幣為A幣，其貨幣的統一發行中心就是A菜市場（中心化），這種幣專門用於全國所有菜市場內的交易，但如果今天A菜市場倒了或是關閉了，那麼這種所謂的A幣便會變得沒有任何價值，因為統一管理的中心不見了。

而所謂的去中心化...

未來已經來臨，只是尚未流行

在網際網路、大數據時代的滾滾洪流之中，各種思維、理念、技術及模式創新日新月異。當人們對大數據還沒有完全搞清楚的時候，網際網路的快速發展又把人們推向了區塊鏈發展應用的新階段。

區塊鏈技術的發展及其廣闊前景，已經引起各界的高度重視。作為一個迭代性的重大創新技術、一種全新的底層協議構建模式，區塊鏈將把目前運行的網際網路升級為2.0版，實現從訊息網路向價值網路的改朝換代，進而從解決信任問題入手加快推動數位經濟發展，從共識共治共享入手加快推動網路治理變革，從破解數據資源流通與安全保護難題入手加快推動大數據發展。進—步來講，區塊鏈的發展應用將重構社會在線上和線下的價值信用體系，以便捷、流動、互認為特徵和標尺，通過廣泛共識和價值分享，推動形成人類社會在訊息文明時代新的價值度量衡，構建一套經濟社會發展以及人們生產生活各類活動的新的誠信體系、價值體系、秩序規則體系。

可以預言，在區塊鏈的支撐和推動下，網際網路的發展將完成華麗的「三部曲」，即訊息網路、價值網路和秩序網路。這一重大提升和演進過程是由區塊鏈技術自身所具有的特性所決定的，儘管從目前來看，區塊鏈技術應用還需要一段時間的探索、發展和完善過程，但是這一趨勢已經變得不可阻擋。我們可以預料到，未來在區塊鏈架構下，網際網路將形成一種全新的生態，人類可以憑藉線上線下統一的誠信支撐，推動數據資源、訊息和知識像現實中交易性資源一樣自由流通，實現共識價值跨主權、跨中心的流通、分享及增值，最終形成一個「主觀為人、客觀為己」的社會價值形態，推動全球秩序網際網路真正到來。

從投入比特幣一段時間以來，常常在新聞及網路上看到關於區塊鏈在多個領域應用的案例，深受啟發。相信這本《區塊鏈》一定會幫助讀者更加了解和認識區塊鏈，特別是區塊鏈可能的應用領域，提供很大幫助，並發揮重要作用。

台灣比特幣教父　王擎天　博士

於台北上林苑

未來已經來臨，只是尚未流行

在網際網路、大數據時代的滾滾洪流之中，各種思維、理念、技術及模式創新日新月異。當人們對大數據還沒有完全搞清楚的時候，網際網路的快速發展又把人們推向了區塊鏈發展應用的新階段。

區塊鏈技術的發展及其廣闊前景，已經引起各界的高度重視。作為一個迭代性的重大創新技術、一種全新的底層協議構建模式，區塊鏈將把目前運行的網際網路升級為2.0版，實現從訊息網路向價值網路的改朝換代，進而從解決信任問題入手加快推動數位經濟發展，從共識共治共享入手加快推動網路治理變革，從破解數據資源流通與安全保...

Block 1
關於區塊鏈，這些應用場景都為你準備好了
●區塊鏈將開啟未來世界的大門
●震驚全世界的第一個區塊鏈──比特幣
●全世界為什麼都在研究區塊鏈
●「區塊」與「鏈」的火花
Block 2
走進區塊鏈的世界，破解新世紀的財富密碼
●一次搞懂區塊鏈是什麼？
第四次工業革命最大的驅動力
●了解公有鏈與私有鏈，你也能成為區塊鏈專家
●引領未來世界市場的關鍵技術
●區塊鏈即將面臨的挑戰與機會
Block 3
變革全球市場，區塊鏈有何洪荒之力
●你的未來世界即將發生改變
●降低你的支出，增加你的收入
●傳遞訊息同時傳遞價值
●從只有一個老闆，變成每個都是老闆Block 4
區塊鏈走進生活，各領域將百花齊放
●物聯網領域應用
●慈善領域應用
●金融領域應用
●數位版權領域應用
●供應鏈領域應用
●教育領域應用
Block 5
殺手級應用全面來襲，從老闆到學生都想玩
●區塊鏈「絕對會」
變成新世代的GOOGLE引擎
●除了金融還能進軍文化娛樂
●未來區塊鏈也能挑起戰爭
●解決食安與醫療問題
●誰會是最大的贏家與輸家

Block 1
關於區塊鏈，這些應用場景都為你準備好了
●區塊鏈將開啟未來世界的大門
●震驚全世界的第一個區塊鏈──比特幣
●全世界為什麼都在研究區塊鏈
●「區塊」與「鏈」的火花
Block 2
走進區塊鏈的世界，破解新世紀的財富密碼
●一次搞懂區塊鏈是什麼？
第四次工業革命最大的驅動力
●了解公有鏈與私有鏈，你也能成為區塊鏈專家
●引領未來世界市場的關鍵技術
●區塊鏈即將面臨的挑戰與機會
Block 3
變革全球市場，區塊鏈有何洪荒之力
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●降低你的支出，增加你的收入
●傳遞訊息同時傳遞價值
●從只有一個老...