區塊鏈教學入門 10分鐘了解區塊鏈原理、應用、平台

區塊鏈

有評論寫道:區塊鏈與加密貨幣是無法忽視的未來。加密貨幣交易所FTX破產,讓人對加密貨幣投資者卻步。但作為比特幣底層技術,到底區塊鏈是什麼?CryptoPARD 馬上提供原理、應用、平台的區塊鏈教學。

區塊鏈是什麼?

區塊鏈是用於記錄和儲存以交易為主的信息和資料的去中心化系統。簡單來說,作為數據庫或賬本,區塊鏈是一種由大家共同持有,無法偽造或篡改的「分散式帳本」技術。

區塊鏈這概念最早再 2008 年由中本聰(Satoshi Nakamoto)提出。當時,他發表了名為《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的論文,並於 2009 年解釋區塊鏈如何應用於分散式帳本平台,將區塊鏈網路上產生的交易分散紀錄在每個節點當中,形成對等式網路(peer-to-peer network),即是當單一節點發生故障,也不會造成系統崩潰。

另外,提及區塊鏈一般是指整個技術,而不是特定某個區塊鏈。

資料來源:InvestopediaAmazonbinance

區塊鏈原理

了解基本的區塊鏈原理後,那到底區塊鏈技術實際上如何運作?

如前所述,區塊鏈由一系列「區塊」(Block)組成,而區塊亦指區塊鏈程式碼中的資料儲存單元。區塊鏈最初會先產生一個創始區塊(Genesis block),每一個區塊都有唯一的加密雜湊值/哈希值(Hash),而每個區塊中包含了前一個區塊的 Hash,形成鏈狀般的資料結構。例如,Genesis block 是 0001,若果增加第二個區塊 0002,0002 會包含 0001 的 Hash。

再舉例說,比特幣區塊鏈中,每筆交易經由某個節點產生時,這筆交易需要被傳送給其他節點用作驗證。做法是將交易資料利用數碼簽署(Digital Signature)加密,並經由哈希函數(Hash function)得出一串代表這交易,再將這個哈希值傳送給比特幣區塊鏈網絡中的其他參與節點進行驗證。所有參與驗證節點中,最快得出結果的節點來驗證交易,然後將自己的區塊傳送給其他節點。其他節點會確認這個區塊所包含的交易是否有效,確認沒被重複花費且具有效 Digital Signature 後,接受該區塊。這時區塊才會正式連上區塊鏈,並且無法再竄改資料。而當所有節點均接受該區塊後,代表交易完成。

區塊鏈技術三個關鍵

1. 分散式記帳

分散式記帳能確認信息數據內容,生成區塊數據,再通過分散式傳播發送到各個節點,確保分散式存儲。這種記帳方式容許資訊免於人為、組織、甚至沒國家去控制系統。

2. 不可竄改

區塊鏈數據庫讓所有人在每個區塊都蓋上時間戳(Unix timestamp)來記賬,表明信息是在指定時間導入,創早出一個不能偽造、不可篡改的數據庫。這代表一旦將交易記錄到共享總帳,任何參加者都不能隨意竄改交易。就算交易記錄有誤,也必須新增交易以修正錯誤,並且這新舊兩個交易均在網路上可見的。

3. 智能合約

智能合約的作用是管理合約,同時無需第三方協助。智能合約是存放在區塊鏈系統上的程式,在滿足預先設定條件時便會自動執行。智能合約會進行條件判斷式(If-then)的檢查,繼而完成交易,執行過程是公開透明,而合約內容同樣不能被篡改。舉例說,物流公司草擬一份智慧合約,設定當飛機順利運送貨物到停機坪,系通便會自動付款。

資料來源:McKinseyInvestopediaIBMAmazon

區塊鏈應用

區塊鏈應用為不同行業帶來流程變化和各種好處,以下是歸納不同行業後 7 個區塊鏈應用的實際例子:

1. 遊戲業

玩家一向伺服器的公司掌控,並無實質所有權,遊戲內的資產僅是各項參數。透過區塊鏈技術,用家有機會在平台(以非同質性代幣形式為主)擁有自己的資產,並在遊戲或市場轉移或交易資產。

2. 慈善業

慈善組織不時因為收款限制受阻。區塊鏈能為慈善界別帶來加密技術,確保匯款過程更透明、更安全、更便捷,同時不受地區限制地全球參與,並減少費用。

3. 銀行金融業

銀行或金融機構利用區塊鏈取代舊有流程和文書工作,能降低人為延誤和減少摩擦,提高行業運營效率,包括貿易融資、全球貿易、清算和結算、消費者銀行業務、貸款和其他交易。

4. 醫療業

醫療行業受惠於區塊鏈,能有效保障患者數據和私隱,同時能讓相關的生產商、研究人員之間共享記錄。

5. 製藥業

有效率的供應鏈是成功企業的核心,以製藥業的供應商為例,藥物送到消費者的處理過程中每個動作都被記錄在案。因此,可以從原產地追踪到藥房或零售商,有助防止假冒,生產商亦能在極短時間發現,安排藥物回收。

6. 政府公營機構

善用區塊鏈技術,市民能更安全地共享個人資料給政府機構,不用擔心資料被竄改或洩漏。例如香港金融管理局就於 2018 年聯同 12 間本地銀行推出以區塊鏈技術為骨幹的貿易聯動平台,以促進貿易結算和融資。

7. 保險業

保險公司使用智能合約,當中的區塊鏈技術能自動化承保和理賠,取代手動和紙張密集型流程,提升效率,降低成本。2018 年香港保險業聯會推出一個區塊鏈汽車保險認證系統,為汽車保險單據與保單提供實時認證和多方持份者驗證,系統提高處理汽車保險索償程序效率,同時有助偵察詐騙行爲。

區塊鏈優點與缺點

區塊鏈作為一種分散的記錄保存形式,應用潛力幾乎無限,同時,在國家法規與監管仍未追到技術發展時,區塊鏈亦有一定風險。以下歸納了區塊鏈的優點與缺點:

優點

  • 減少人為驗證,提高準確度
  • 免除第三方驗證,降低成本
  • 去中心化特性令資料難以被篡改
  • 交易更安全
  • 技術更透明
  • 提供保護個人信息的替代方法

缺點

  • 開採相關的技術成本昂貴
  • 每秒交易量低
  • 國家地區司法制度未明,監管不力
  • 被利用於如暗網等進行非法交易活動
  • 數據存儲限制

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