你還不懂最夯話題「區塊鏈」嗎!?三分鐘讓你輕鬆了解

中央銀行的機制已存在世界上846年,你曾想過這個已經存活八個世紀的銀行、也有派不上用場的一天嗎?而區塊鏈的存在,證明這一天極有可能到來。

人人都該懂的科技最夯話題「區塊鏈」

什麼是區塊鏈?工研院資訊與通訊研究所所長闕志克表示,簡單來說,區塊鏈就是去中心化的資料庫。在區塊鏈的設計中,帳簿管理人分散在世界各地,不用記名,對帳簿管理也沒有所謂的權利和義務,如此分散的管理機制,如何確保帳簿的交易資料不被竄改,也不致發生雙重支付(double spending),是件困難的事。

客戶、挖礦者與參與者是區塊鏈靈魂人物
在區塊鏈裡存在三個靈魂人物,第一個是專門產生交易紀錄的人──客戶(client),其次是現在最紅的挖礦者(miner),負責將資料庫的交易紀錄以事先設定好的欄位與格式儲存起來,並使用「條件雜湊(Conditional hash)」,計算出小於困難指數(Difficulty)的雜湊值(Hash value),所有的挖礦者比賽誰先算出雜湊值,只要先算出雜湊值就可得到區塊鏈獎勵──比特幣。挖礦者找到新區塊的雜湊值後,就可以數值送交給參與者(Participants)來驗證,以維護區塊鏈的正確性。

為了讓所有的區塊串起來,挖礦者算出新區塊的內涵還不夠,還要再加上上一個區塊的雜湊值,從而得出一個新的雜湊值才行,新算出來雜湊值的內涵,必須隱含上一個區塊的雜湊值,這樣才有可能將所有的區塊全都串起來,形成真正的區塊鏈,一旦有人想修改某個區塊內容,其他區塊也須同步異動,使得更改區塊鏈上的任一個內容,變得極為困難。

獎勵與表決機制推進區塊鏈發展
形成區塊鏈中有二個重要機制,第一是獎勵,提供花很多時間和電力去「驗證系統」(proof-of-work)的挖礦者足夠的誘因,才能促使挖礦者持續投入挖礦,這誘因就是比特幣;另一個機制是民主表決(voting),闕志克強調,儘管多數的區塊鏈都朝線性發展,但有時也會出現分枝,不過分枝一般不會持續太久,因時間一拉長,挖礦者就會往多數的方向聚集,因為在挖礦過程中,愈多人去算就能夠愈早解謎,愈有可能贏。一般來說,一個新的區塊如果後面可以順利再接上二個區塊,意味著這個新區塊已獲得確認,而在區塊鏈形成的過程中,到底接下來哪一個區塊才是正主?全憑挖礦者的自由意志決定,也就是說區塊鏈的形成每一個步驟都是挖礦者民主表決的結果。

闕志克預言,隨著區塊鏈應用逐漸成熟,區塊鏈的型態也愈來愈多元,除了公有鏈、私有鏈外,混合鏈也會應運而生。所謂公有鏈,指的是任何人都進行讀取、並隨意發送交易資料,一切運作端賴信任機制運行,不過因為從交易完成到交易紀錄被存取必須經過很多關卡,較不具效率,現行的比特幣採行的就是公有鏈。而私有鏈則全然相反,限定特定個人可以參與,私有鏈的成員在參與前就已經通過身分認證,所以在交易時就可以免除掉一些認證手續,資訊處理速度相對較快,不過缺點是不夠開放。

未來公、私有鏈之間的界限也會愈來愈模糊,不再是所有節點都擁有一樣的權限,而會針對不同的節點做不同的分工,以致部分節點只能查看部分區塊鏈數據,僅有小部分的節點可以下載完整的區塊鏈數據,進而產生全新的混合鏈。

闕志克舉例,如果有五個人各自享擁有不同資料來源,卻不想對外分享內容,但如果可以將五個人的資料整合形成混合鏈,就能產生全新的經濟效益,此時可以透過第三方安全精算(Secure Multi Party Computation)機制,既可以讓所有人保有資料的私密性,又可以透過資訊整合產生綜效,這種「所有權保留的合併(ownership-preserving data amalgamation))是工研院現正研究的新模式。

區塊鏈目前最大的考驗就是處理效能太慢,因為要完成每筆帳本記錄需要經過好幾道流程,以致存放資料的速度,遠比傳統資料庫要慢上許多。另一個問題是挖礦者必須花費很多時間和電力去做驗證系統,並不環保。

再者,區塊鏈的資料正確性(data veracity)也存在著盲點。闕志克指出,雖然可以數學演算法驗證資訊的正確性,確保寫入的資料日後不會遭到竄改,但無法驗證一開始輸入的資料是否正確,而這將是區塊鏈未來發展可能會面臨的阻礙。

(本文經工業技術與資訊授權轉載「區塊鏈應用的挑戰與機會」)

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