Blockchain 101 (上集)- 最白話的區塊鏈懶人包


從 2008 年以來,比特幣帶起的區塊鏈熱潮不斷發酵,你可能聽過紅極一時的挖礦熱潮;或者被指控 50% 以上皆為騙局的 ICO 首次代幣眾籌。但區塊鏈的應用至今還是沒有落地、走進人們的生活。

「 實現區塊鏈技術落地應用」這樣的信念成就了 KryptoGO 的誕生,今天我們的第一個實驗,十分鐘認識區塊鏈。

區塊鏈 = 比特幣?

investing.com July 8th 2019

從 2019 年 7 月最新的虛擬貨幣市值可以看出,比特幣依然在眾幣中稱王,這也是為何即便不了解區塊鏈的人,多數至少聽過比特幣。

但,比特幣 ≠ 區塊鏈。


比特幣的誕生 — 2008 年 10月 31日 / 紐約時間下午 2 點 10 分

一個自稱叫中本聰 Satoshi Nakamoto 的人發明了比特幣後,發了封郵件給所有密碼學同好。他希望創造一個去銀行中介、去國家主權、網路數位化的全球性交易媒介,而這號稱將可能成為新一代網際網路的就是比特幣系統。KryptoGO

一名自稱叫中本聰 Satoshi Nakamoto 的人發表了題為《比特幣:點對點式的電子現金系統》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)的論文,內容在講述一套去中心化的電子交易框架。他發了封郵件給所有密碼學同好,希望創造一個去中介、去主權的全球化數位交易媒介。這就是號稱將取代網際網路的比特幣系統,而這篇論文已成為所有研究區塊鏈的《聖經》。

再也不需要中間人

過去金融機構作為線上交易的中間人,銀行承擔著交易雙方的信任風險,透過蒐集、檢視個人資訊來建立信任基礎。而比特幣就是將銀行這個中間人去除,改由網路上的礦工來幫忙驗證,讓雙方直接進行 P2P 交易。


比特幣是區塊鏈的第一個應用

何謂區塊鏈 :公開式帳本

區塊鏈是一條保存交易記錄的長鏈,長鏈上有一個又一個的區塊,每個區塊裡都包含著成千上百筆交易紀錄,藉由密碼學串接並保護交易內容。

Simplilearn

  1. 區塊 = 鎖著帳本(交易資料)的「透明」保險箱 = Hash 值
  2. 鏈 = 將每個區塊以加密方式(註1:Hash 雜湊演算法)串接起來

除了第一塊區塊外,接續每一塊的資料都會包含前一塊的 Hash 值(如圖中的 Prev Hash ),再加上本身新的交易資料與後續的加密步驟 。

既然我們用透明保險箱及上鏈來比喻區塊鏈的特性,即意味著區塊鏈信息在網路上是公開透明、難以篡改的。

比特幣如何透過區塊鏈運作?

透過區塊鏈,每一筆在比特幣網絡進行的交易都會以匿名方式記錄在區塊鏈帳本上。講到這邊通常大家一定會問:

誰保管這些區塊鏈;又是誰來上鏈?

中本聰論文提到的區塊鏈技術關鍵,就是在公開透明、防止篡改且去中心化的基礎下,讓參與者共同維護這個帳本。每當一筆新的比特幣交易產生時,均由其他比特幣使用者核實,透過核實交易賺取比特幣,就是俗稱的「挖礦」,負責核實的比特幣銀行行員,就是我們熟知的「礦工」。

還是有問題:誰可以當礦工? 誰來決定? — 這部分待下半段解釋

thechinfamily.hk

如果你只是想知道區塊鏈是什麼,這張圖已經濃縮了上述區塊鏈的名詞解釋與流程框架;但如果你想掏錢買比特幣,讓我們展開一場比特幣交易之旅,帶你看清楚區塊鏈應用。


從比特幣交易之旅看區塊鏈應用

Giottus.com

比特幣簽章如何運作:認識比特幣錢包、公私鑰與地址的關係

  1. 交易識別確認:

故事一開始,Rob 打開手機內的「比特幣電子錢包」,輸入 Laura 的地址、金額跟手續費後送出。看起來就像我們用網銀轉帳一樣簡單。實際上,沒有銀行這個中間人角色的比特幣交易是如何透過區塊鏈驗證的?

KryptoGO

區塊鏈上的完整交易驗證如圖所示:

  • 比特幣地址 — Laura 用公鑰透過前面提過的 Hash 雜湊演算法生成一個比特幣地址,這個地址就像銀行賬號,並且可以生成很多地址提供給任何轉帳比特幣給你的人。而且,比特幣地址匿名,沒有包含任何個人信息。
  • 公、私鑰 — Rob 拿出自己的私鑰,把 “給 Laura 0.3 比特幣” 的這筆交易作數位簽章(就像現實生活中對文件的簽名一樣)後,把簽完名的交易廣播出去給節點。節點 A 會拿 Rob 的公鑰對這筆交易作驗證,如果驗證正確,表示這筆交易一定是 Rob 發起的,因為只有 Rob 擁有私鑰。要是有人在中途把交易解密後竄改內容,因為這個人沒有 Rob 的私鑰可以重新簽章,所以他竄改後的東西是無法通過公鑰驗證的。由此可見,公私鑰系統的角色,就在於確保交易的真實性。
  • 比特幣錢包 — 用來保管私鑰,像是我們銀行的印鑑跟存摺。大部分的人會使用線上熱錢包,載一個 App 就能管理及保存私鑰、比特幣地址及區塊鏈數據。或是離線裝置冷錢包,增加安全性。(註 2)

2. 礦工搶功勞:Proof of Work 工作量證明/共識機制

BrightCarbon

前面提到誰來決定礦工是誰,就是透過共識機制。

工作量意指挖礦,而挖礦就是礦工們貢獻自己的電腦算力,來解開一個困難的數學函數,這需要不斷嘗試計算來找到答案,而第一位找到正確答案者,即可以當建立區塊的礦工並且得到獎勵。這表示,有愈多的算力即有愈高的機率能建立新區塊,而在比特幣區塊鏈得到的獎勵,就是比特幣。

除了比特幣所採用的 PoW 外,還有其他區塊鏈所採用的共識機制,例如: PoS 權益證明、DPoS 股份授權證明等。共識機制是區塊鏈發展過程中不可或缺的一項核心機制,勢必會不斷的自我進化,雖然沒有十全十美的共識機制,但只要找到適合的就可以運作。

3. 公開帳本長怎樣?

Laura 收到比特幣後,交易資訊都公開在區塊鏈上。目前有許多區塊鏈的線上瀏覽器,例如 Blockchain.comBlockExplorer 等都可以看到比特幣區塊鏈上更新的資料,如圖所示,我們可以看到比特幣的交易金額、時間、雙方的錢包地址等資訊。關於公開帳本的真面目,請點「下集」繼續收看!

然而,目前現有的區塊鏈瀏覽器資料卻非常不易讀,因此網路上也出現許多相關教學文章,特別指導大眾如何瀏覽區塊鏈資訊。

區塊鏈交易資料透明,也因此比特幣可追蹤性其實比現金交易來得高,只是一個人可以同時擁有多個錢包跟地址,怎麼用錢包地址找到真實身份的困難度才是最高的。而 KryptoGO 專注於分析區塊鏈資訊,我們不僅將鏈上資料視覺化增加可讀性,並能夠整合鏈下情報,虛實整合呈現給一般大眾。


區塊鏈小備註

註 1 : Hash 雜湊演算法

雜湊函數將任何長度的訊息輸入後加以濃縮, 轉換而成為一個長度較短且固定的輸出,此輸出訊息為雜湊值 (Hash Value) 或訊息摘要 (Message Digest)。他是一個不可反逆的單向函數,如同數位指紋,很難找出兩個不同的文件具有相同的雜湊值。因此可以用於資料確認、密碼儲存等應用。

區塊鏈中使用的單向密碼機制: 對一個交易區塊中的交易信息進行加密,並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的字串。我們能透過 Hash 值唯一且準確地定義一個區塊,區塊鏈中任意節點都可以驗算出這個區塊的 Hash 值,計算出的 Hash 沒有變化也就意味著區塊中的信息沒有被篡改。

註 2: 冷錢包&熱錢包

冷錢包:離線錢包,指網絡不能存取用戶的私鑰。因此有特製的硬體裝置可減少遺失的風險,如 Ledger Nano S 和 Trezor 等的冷錢包。以 Ledger Nano S 為例,其裝置有加密系統,亦需要用戶自行設立密碼,用戶是不會直接獲得私鑰。

熱錢包:熱錢包,和冷錢包相反,又稱線上錢包(Online Wallet),網路能夠存取用戶私鑰的錢包。因能連接網絡,黑客或有可能通過網路獲取私鑰,其安全性比冷錢包低。但因連網特性,亦比冷錢包更便利。

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KryptoGO 是最先進的區塊鏈資料分析平台與搜尋引擎,分析鏈上資料結合鏈下情報,鏈接虛實身份,協助中小型的區塊鏈公司與金融機構以有效率的方式符合最新虛擬貨幣的監管規範。KryptoGO 為各行各業提供完整的區塊鏈監管服務,如:KYC/AML、自動風控 API、監控、交易可視化,協助政府執法單位打擊金融犯罪、稅務機關查稅、發行符合規範的證券型代幣。

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