淺談區塊鏈與虛擬加密貨幣

比特幣與區塊鏈這兩個單字在近幾年來越來越火熱，比特幣與區塊鏈成為了技術人員、投資家的關注焦點，而區塊鏈曾經是一個鮮少人知的技術，現在卻成為了與AI、Cloud Computing、Big Data等重要技術並駕齊驅，也開始對許多產業造成重要的改變(如：金融業、醫療業、工業等)，主要是因為比特幣所帶來的巨大影響力。

比特幣之所以有巨大影響力是因為，它可以讓人們在沒有信任的情況下進行匿名的交易，而些交易都不是由某個單位、組織、企業、政府所控制的，所以在原有的交易制度上做了很大的轉變(例如：跨國交易不用手需費、交易過程保密)，而比特幣之所以能做到這些事情，是因為它的背後有一個名為區塊鏈的技術在支撐著。

什麼是虛擬加密貨幣？

簡單來說虛擬加密貨幣，是一種使用密碼學原理來確保交易安全及控制交易單位創造的交易媒介。加密貨幣是虛擬貨幣的一種 。比特幣在2009年成為第一個去中心化的加密貨幣(資料來源： 維基百科 )。

沒錯，我們現在最常聽到的比特幣或以太幣等，在交易的過程中利用密碼學來確保交易的安全與不可逆，這當中包含了非對稱式加密、橢圓曲線加密、 數位簽章等密碼學算法。

現行的虛擬加密貨幣：

▲ 圖片來源：https://coinmarketcap.com/ 

為什麼虛擬加密貨幣會有價值？

一個有形資產或無形資產會有價值，是因為人們相信它有價值並且接受它，對於一個貨幣的價值認定大略有主要幾個點(本文列出比較重要的三點)：

1.可流通性：

如果一個貨幣或資產具備可流通性，不論以任何形態或物質所組成，只要具有普遍接受性且可流通，便可成為交換之工具，並且流通於市場上。

2.信用：

信用是一個貨幣具有價值的重要因素，舉例來說為什麼一萬美元可以流通的於市面上的原因是，因為人們都相信它擁有一萬美元的價值，不會隨便或一系之間成為沒有用的紙張，而這就是信用因為，人民信賴這個國家，一個國家如果沒有信用可言，那他即便是真實的法定貨幣，也如同玩具紙鈔一樣沒價值。

3.儲存價值：

一個有形資產或無形資產，如果放置一段時間，在日後拿出來時還可以繼續交換或購買東西，那這個資產就發揮了儲存價值的功能。

程序員Laszlo Hanyecz在2010年5月22日付給了bitcointalk論壇上一名用戶10,000BTC來購買2個披薩，2個披薩市價約700台幣，因為在2010年的時候虛擬貨幣還沒被市場決定它的價值，然而現在短短幾年的時間10,000個BTC，從兩個披薩的700台幣的價值，變成市價約為2,278,180,000台幣價值。

而虛擬加密貨幣正因為有流通性、信用並且有儲存價值，才使得人們決定了它的價值，而使虛擬加密貨幣擁有價值的背後推手便是「區塊鏈」。

何謂區塊鏈？

虛擬加密貨幣因為區塊鏈，而增加了另一層價值「去中心化」，透過區塊鏈虛擬加密貨幣，不需經由任何中央機構發行，而是由區塊鏈自主管理，在區塊鏈中，任何人都無法偽造虛擬加密貨幣，也無法竄改交易的歷史紀錄，所以在這個不需經由任何中央機構管理的系統裡面，產生了信任價值，讓彼此不認識的使用者不需經過第三方認證單位，就可以直接進行虛擬加密貨幣流通。

區塊鏈簡單來說，就是一個去中心化的分散式帳本。在區塊鏈的設計中，帳本分散在世界各地，如何在分散的系統中保證交易資料的正確性？重點在於共識機制，區塊鏈透過共識機制與密碼技術來確保交易的正確性，不同的區塊鏈技術採用不同的共識機制(如：POW、POS、DPOS、PBFT等)。

▲ 中心化、去中心化、分散式系統示意圖(圖片來源:Businessinsider)

中心化＆去中心化分散式帳本

1.中心化

傳統的client-server系統架構，就是中心化系統，資訊的讀取與寫入都由中心化系統掌控，範例如下：

▲ 公司C建立一個資料庫，提供給公司A, B使用

優點：

• 資料完整性由公司C確保

缺點：

• 公司A、B需要支付手續費給公司C
• 公司A、B可能需要透過公司C才可以存取資料庫

2.去中心化分散式帳本

Blockchain是一個分散式資料庫，可以在使用者互相不信任之下，依然保持資料完整性，以比特幣為例，比特幣的區塊鏈系統中，參與者們（礦工）一起維護一個具時序性的分散式帳本系統(區塊鏈)。

在區塊鏈中每一個參與者都是一個節點，理論上節點之間都會進行資料同步，每個節點都會保存一份完整的帳本（區塊鏈的所有資料），當一個節點發起一筆交易時，會將此交易傳遞到區塊網路中其他節點，而節點會將數筆交易打包進區塊，並進行共識算法的計算。

▲ 去中心化分散式帳本示意圖 

區塊鏈為什麼值得信任？

區塊鏈的資料塊是前後相關連的，假設惡意使用者竄改了歷史資料中的區塊T，則T之後的所有區塊皆需重新計算且一併篡改才能符合規則。

在區塊鏈系統裡，區塊之間皆經密碼學保護，若要讓區塊T+1與區塊T之間能通過驗證，則惡意使用者需要重新算出符合解，即使僅算一個區塊也需要相當大的計算能力，更不用說要重新計算之後的所有區塊，另外所有資料塊保存在眾多節點中，僅修改少數節點上的資料塊同樣是起不了作用。

▲ 區塊串鏈示意圖(圖片來源:Toptal)

也因為區塊鏈系統難以被竄改資料，所有的交易歷史紀錄都是幾乎不可逆的狀況下，所以虛擬加密貨幣才擁有了價值。

區塊鏈系統裡面的重要角色

在區塊鏈裡面有兩個重要的角色一般使用者、認證使用者（礦工）。

1.一般使用者:

一般使用者對區塊鏈發出交易，此交易訊息會透過p2p網路傳輸至其他使用者。

2.認證使用者:

認證使用者確認收到的交易是否正確，將數筆交易打包進區塊，並開始計算完共識算法，所有的認證使用者會比賽誰先算出答案（雜湊值），只要先算出答案就可得到區塊寫入權，並獲得區塊鏈獎勵，當算出答案後認證使用者，會將區塊寫入區塊鏈，並將寫入的區塊傳輸至其他認證使用者，其他認證使用者確認收到的區塊是否正確，然後寫到自己的區塊鏈中。

本文授權轉載自 Daniel Kuo

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