一種分布式資料儲存系統 来自维基百科,自由的百科全书
區塊鏈(英語:blockchain[1][2][3]或block chain[4][5])是藉由密碼學[1][6]與共識機制等技術建立與儲存龐大交易資料串鏈的點對點網路系統。
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每一個區塊包含了前一個區塊的加密雜湊、相應時間戳記以及交易資料(通常用默克爾樹(Merkle tree)演算法計算的雜湊值表示)[7],這樣的設計使得區塊內容具有難以篡改的特性。但如果掌握區塊鏈節點51%及以上的運算力,就能操控區塊鏈的內容。而且如果一開始寫入的內容是錯誤的內容,那麼區塊鏈技術反而會讓錯誤的內容難以被篡改。[8]
目前區塊鏈技術最大的應用是加密貨幣,例如比特幣的發明。因為支付的本質是「將帳戶A中減少的金額增加到帳戶B中」。如果人們有一本公共帳簿,記錄了所有的帳戶至今為止的所有交易,那麼對於任何一個帳戶,人們都可以計算出它當前擁有的金額數量。而公共區塊鏈(公有鏈)恰恰是用於實現這個目的的公共帳簿。在比特幣體系中,比特幣位址相當於帳戶,比特幣數量相當於金額。[9]
區塊鏈是一種去中心化、分散式且通常是公共的數字分類帳,由稱為區塊的記錄組成,這些記錄用於記錄多台電腦上的交易,以便任何涉及的區塊都不能被追溯更改,而不需要更改所有後續區塊。[10]這使得參與者能夠獨立且相對便宜地驗證和審計交易。[11]區塊鏈資料庫使用對等網路和分散式時間戳伺服器進行自主管理。它們是通過以集體自身利益為動力的大規模協同運作來驗證的。 [12]這樣的設計促進了穩健的工作流程,其中參與者關於資料安全的不確定性是微乎其微的。區塊鏈的使用消除了數位資產無限可複製的特徵。它確認每個價值單位僅轉移一次,解決了長期存在的雙重支出問題。區塊鏈被描述為一種價值交換協定。 區塊鏈可以維護所有權,因為當正確設定以詳細說明交換協定時,它提供了強制要約和接受的記錄。
以比特幣的區塊鏈帳本為例。每個區塊基本由上一個區塊的雜湊值,若干條交易,一個調節數等元素構成,礦工通過工作量證明實現對交易整理為帳本區塊和區塊安全性的維持。一個礦工通過交易廣播管道收集交易專案並打包,協定約定了控制區塊生成速度而產生的難度目標值,通過不斷將調節數和打包的交易資料進行雜湊運算而算出對應雜湊值,使其滿足當時相應的難度目標值,最先計算出調節數的礦工可以將之前獲得上一個區塊的雜湊值、交易資料、當前算出對應區塊的調節數等參數整合為一個帳本區塊並廣播到帳本發布管道,其他礦工則可以知道新區塊已生成並知道該區塊的雜湊值(作為下一個區塊的「上一個區塊的雜湊值」),從而放棄當前待處理的區塊資料生成並投入到新一輪的區塊生成。
對於其他基於區塊鏈的應用,主要是針對所負載的資料,區塊安全性的維持方式等進行調整。
中本聰在2008年於《比特幣白皮書》[13]中提出「區塊鏈」概念,並在2009年創立了比特幣網路,開發出第一個區塊,即「創世區塊」。[14]
區塊鏈共享價值體系首先被眾多的加密貨幣效仿,並在工作量證明上和演算法上進行了改進,如採用權益證明和SCrypt演算法。隨後,區塊鏈生態系統在全球不斷進化,出現了首次代幣發售ICO、智慧型合約區塊鏈以太坊、「輕所有權、重使用權」的資產代幣化共享經濟[15]以及區塊鏈國家。目前人們正在利用這一共享價值體系,在各行各業開發去中心化電腦程式(Decentralized applications, Dapp)[16],在全球各地構建去中心化自主組織和去中心化自主社群(Decentralized autonomous society, DAS)[17]。
截至2019年中華人民共和國的相關公司佔有全球區塊鏈專利權的八成以上[18]。在2016年公布的《十三五國家資訊化規畫》,就已將區塊鏈技術列為戰略性前沿技術。反超點在2017年當年度專利申請量超過1200件超越美國,之後一路上升[19],並誕生了位元大陸等以挖礦業務為切入點累積資本最終做大的企業。其官方立場是不承認比特幣的貨幣流通地位並禁止任何商家收付,但認為區塊鏈技術可以為國家所用,2019年中國人民銀行第三季訊息,支付結算司副司長穆長春8月10日在金融四十人伊春論壇上介紹央行法定數字貨幣的實踐DC/EP(DC,digital currency,數字貨幣;EP,electronic payment,電子支付)時揭露央行DC/EP研究已進行五年[20],表明可能存在被稱為「央行數字貨幣」的制度。早在2016年有新聞顯示平安集團、招商銀行、微眾銀行等40多家金融機構共同成立首個中國深圳FinTech數字貨幣聯盟。同年10月,中共中央總書記習近平公開表示「區塊鏈技術的整合應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用」,對特定技術發表談話[21]表達重視,引發相關類股上漲以及媒體議論。[22]
公有鏈可稱爲公共區塊鏈,指所有人都可以參與的區塊鏈。換言之它是公平公開,所有人可自由訪問,傳送、接收、認證交易。另外公有鏈亦被認為是「完全去中心化」的區塊鏈。公有鏈的代表有BTC區塊鏈,ETH (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)、EOS (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)等,它們之間有存在不同架構。[28]擧個例子說,以太坊(ETH)是一條公有鏈,在以太坊鏈上運作的每一項應用都會消耗這條鏈的總體資源[29];EOS只是一個區塊鏈的基礎架構,開發人員可以自由地在EOS上建立公鏈,每條鏈與鏈之間都不會影響彼此擁有的資源,換言之不會出現因個別應用資源消耗過多而造成網路擁擠[30]。
商業組織正在為各種應用開發分散式分類帳和其他區塊鏈啟發的軟體。由於這些軟體被中心化機構控制,不具有區塊鏈去中心化的屬性,被稱為私有鏈 (private blockchains)、區域鏈、或者聯盟鏈[31]。私有鏈上的資料,可由建立私有鏈的機構任意操控改寫,所以連確保資料難以篡改的功能也沒有。 [8] 至2017年6月止,沒有任何私有鏈得到認可和使用,而且國際銀行界紛紛退出所參與的專案;加拿大中央銀行也在2017年5月放棄了國家私有鏈的開發,主要原因是與中央銀行體系格格不入[32]。相反,用現有區塊鏈進行ICO眾籌,來開發新型去中心化社群的專案,如雨後春筍般地湧現,得到不同凡響的結果[33]。以下是部分私有鏈及聯盟鏈開發專案:
區塊鏈中的側鏈(sidechains)實質上不是特指某個區塊鏈,而是指遵守側鏈協定的所有區塊鏈,該名詞是相對與比特幣主鏈來說的。側鏈協定是指:可以讓比特幣安全地從比特幣主鏈轉移到其他區塊鏈,又可以從其他區塊鏈安全地返回比特幣主鏈的一種協定。
首次代幣發行(英語:Initial Coin Offering,簡稱ICO),也稱為ICO眾籌,是用區塊鏈籌集資金,以便開發新型區塊鏈社群的專案。[33]
甲骨文公司在Oracle Database 21c中,首次引入了區塊鏈資料表功能。不過,Oracle Database的區塊鏈不是去中心化。甲骨文稱,中央化的區塊鏈資料庫較去中心化更高吞吐量及更少延遲交易問題。[56][57]
區塊鏈目前多用於民間自訂的各種虛擬貨幣領域,眾多駭客事件也發生在這些場景,區塊鏈本身可以確保記帳內容萬無一失但目前幾乎都是不記名設計,所以誰能奪取帳號文本就能聲稱為所有者,而民間公司儲存帳號的伺服器防駭條件不一使此類「搶劫」行為提供可能性。[58]
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