Blockchain

**區塊鏈**（英語：blockchain 或 block chain）是藉由密碼學與共識機制等技術建立與儲存龐大交易資料區塊串鏈的點對點網路系統。

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），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% 以上的運算力，就能操控區塊鏈的內容。如果一開始寫入的內容是錯誤的內容，那麼區塊鏈技術只是讓錯誤的內容難以被篡改。

目前區塊鏈技術最大的應用是數位貨幣，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。

## 概述

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，協定約定了區塊速度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。

## 歷史

中本聰在 2008 年於《比特幣白皮書》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」。

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），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）。

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，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，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表達重視，引發相關類股上漲以及媒體議論。

## 應用專案

### 國家貨幣

1. e-Dinar 是突尼西亞共和國政府用區塊鏈技術發行的數字貨幣。也是第一個國家數位貨幣。
2. eCFA 是塞內加爾共和國政府用區塊鏈技術發行的數位貨幣。
3. 數字人民幣（E-CNY）是中華人民共和國政府用區塊鏈技術發行的數字貨幣。
4. Sand Dollar 是巴哈馬國政府用區塊鏈技術發行的數字貨幣。

### 社群貨幣

1. 空盧（英文：Colu）公司在英國倫敦用區塊鏈發行了東倫敦社群英鎊（Local Pound, East London），主要為中小企業提供支付平台。2017 年 6 月止，空盧在全球發行了多款社群貨幣，共有 50,000 使用者。

### 私有鏈、公有鏈和聯盟鏈的區別

### 公有鏈

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，所有人可自由存取，發送、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、EOS 等，它們之間有存在不同架構。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；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。

### 私有鏈

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。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。

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登出所參與的專案；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。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。以下是部分私有鏈及聯盟鏈開發專案：

* 德勤和 ConsenSys2016 年宣布計劃建立一個數位銀行 ConsenSys 計劃
* R3 計劃連接 42 家銀行分散式分類帳，主要由以太坊，Chain.com，英特爾和 IBM 牽頭
* Microsoft Visual Studio 正在使 Ethereum Solidity 語言可供應用程式開發人員使用。
* SafeShare 保險提供一項區域鏈為基礎的主打共享經濟的保險，由英國保險巨頭勞合社承保。
* 一家瑞士工業聯盟，包括瑞士電信，蘇黎世州銀行和瑞士股票交易所，以櫃檯買賣為原型的資產交易，基於以太坊科技的區域鏈。
* Context Labs a 2013 company developing blockchain enabled platforms
* R3 區域鏈聯盟
* Digital Asset Holdings
* Satoshi Citadel Industries
* 方舟私有鏈 Arkblockchain 一個比特幣並列區域鏈專案，特別面向供應鏈、電子商務、物聯網、醫療服務、政務等應用開發的高可信任私有鏈。
* 美國期貨和期權交易所 CME 集團於 2017 年 4 月 11 日宣布，正在測試基於區域鏈的黃金期貨平台的正處於最後測試階段，該區塊鏈是為比特幣提供認證的對等網路。
* 臺灣林產品生產追溯系統

### 側鏈

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。

### ICO 代幣

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。

### 非營利組織

* 比爾及梅琳達・蓋茲基金會《基層專案／Level One Project》旨在利用區塊鏈技術幫助世界各地 20 億缺乏銀行帳戶的民眾。
* 聯合國世界糧食計劃署的《區塊建設／Building Blocks》旨在使糧食計劃署越來越多的現金扶貧業務更快，更便宜，更安全。「區塊建設」於 2017 年 1 月在巴基斯坦開展了現場試點工作，將在整個春季繼續進行。2017 年 6 月，該專案已經擴大到敘利亞等國，計劃在 2030 年前在全球實現零飢餓。

### 去中心化的社會網路

1. 回饋專案（Backfeed project）正在基於區塊鏈分散式自治系統，開發共識主動性建立和分配價值的社會網路。
2. 亞歷山大專案（The Alexandria project）是一個基於區塊鏈開發的去中心化圖書館網路。
3. 它自主（Tezos）是一個根據它代幣（token）持有者們的投票結果，讓電腦程式自我演變，來實現區塊鏈自主的開發專案。比特幣區塊鏈是一個去中心化的加密貨幣和支付的金融自主體系。以太坊區塊鏈在前者的基礎上增加了去中心化的智慧型合約的法律自主體系。它自主將在前兩者的基礎上增加去中心化的電腦程式開發功能，以便建立社會管理自主權體系。

### 區塊鏈資料庫

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。

## 駭客事故

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。

### 2018 年

* 1 月，日本數字貨幣交易所 Coincheck 遭駭客攻擊，約價值超過 5.34 億美元的 NEM 於平台上被非法轉移。
* 2 月 11 日，義大利加密貨幣交易所 BitGrail 遭駭客攻擊，約價值 1.7 億美元的 NANO 被盜。
* 4 月 22 日，BeautyChain 智慧型合約出現重大漏洞，駭客通過此漏洞無限生成代幣，導致 BEC 的價值接近歸零。
* 4 月 25 日，SmartMesh 出現疑似重大安全漏洞，宣佈暫停所有 SMT 交易和轉賬直至另行通知，導致損失約 1.4 億美金。
* 7 月 10 日，以色列數字貨幣交易所 Bancor 遭駭客攻擊，約價值超過 23.5 億美元的 ETH，NPXS，和 BNT 於平台上被非法轉移。
* 7 月 25 日，EOS Fomo 3D 狼人游戲的遊戲合約遭受溢位攻擊，60686 個 EOS 從獎勵池中被盜取，導致部分獎勵沒有按照游戲規則獎勵使用者。EOS 核心仲裁論壇（ECAF）對駭客進行仲裁後，凍結駭客 EOS 帳戶：eosfomoplay1。
* 9 月 20 日，日本數字貨幣交易所 Zaif 遭駭客攻擊，導致損失 67 億日元（約 6000 萬美元加密貨幣），其中包括 5,966 比特幣。根據 CNN 報道指出，被盜金額約 4000 萬美元屬客戶資金，另外 2000 萬則屬於交易所。
* 12 月 3 日，EOS Dice3D 駭客攻擊，損失 10569 個 EOS。駭客將被盜的 EOS 轉至火幣，Dice3D 官方決定自費拿出部分 EOS 給予玩家作補償。

### 2019 年

* 2 月 22 日，EOS42 被駭客攻擊，駭客利用 EOS 節點沒有更新黑名單的漏洞去攻擊系統，使 EOS42 損失二百萬個 EOS。這個安全事件發生後，EOS 社群開始作防備措施，避免類似情況再出現。
* 3 月 30 日，韓國加密貨幣交易所 Bithumb 遭到駭客入侵，超過 300 萬 EOS（約 1270 萬美元）和 2000 萬 XRP（約 620 萬美元）的資產被盜。
* 5 月 8 日，全球最大加密貨幣交易所 Binance 發布公告表示，遭到駭客攻擊，共計 7000 枚比特幣遭竊，損失估計超過 4000 萬美元。
* 7 月 12 日，日本金融廳認證的合法加密貨幣交易所幣寶（BitPoint），遭竊取上千顆比特幣，各類加密貨幣合計損失高達 35 億日元。而幣寶台灣分公司從 7 月 23 日開始也全面暫停服務，所有使用者不能交易加密貨幣外，連台幣帳戶都無法提領。

## 參考文獻

## 延伸閱讀

## 參見

## 外部連接

* ledgerjournal.org（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, a peer-reviewed scholarly journal.