區塊鏈,對於剛剛接觸的新手而言,常被它的概念與許多技術名詞搞得一頭霧水。在新手入門系列中,希望能幫助剛接觸區塊鏈入門的新手,從概念到技術、由淺至深的進入區塊鏈的世界!
就讓我們先以這五個問題,開始探索區塊鏈的旅程吧!
在這篇文章,你將會知道:
1. 區塊鏈是什麼?2. 誰發明了區塊鏈?3. 區塊鏈的運作模式?4. 區塊鏈有哪些特點?5. 區塊鏈能幫我們什麼呢?
區塊鏈對於我們的生活能有什麼幫助?
事不宜遲,就讓我們開始吧!
千萬別被區塊鏈與用來描述它的技術名詞所嚇到了!簡單來說,區塊鏈其實就是一種存儲資料的方法。
在區塊鏈上,資料會被儲存在叫做「區塊(Block)」的空間中。當每一個區塊的容量儲存滿了之後,其餘的資料會自動被儲存到下一個區塊,而每個區塊之間都會用特殊的加密方式連接以確保資料的安全性。
這樣按照時間順序一個串接一個的區塊而形成的鏈 (chain) ,就是區塊鏈 ( Blockchain )。
區塊鏈結構
早在 1990 年代,就有學者提出了以加密技術與時間戳記,確保檔案不會被竄改的方法,但現今區塊鏈概念的起點,通常被認為與比特幣系統的誕生有關。
在 2008 年,化名為中本聰 (Satoshi Nakamoto) 的神秘人物發表了一篇名為《比特幣:一種點對點的電子現金系統 ( Bitcoin: A Per to Per Electronic Cash System )》的論文,提出了一套無國界、不需經由第三方機構認證的去中心化數位貨幣系統。
也是從比特幣開始,區塊鏈產業漸漸蓬勃發展至今日,並被譽為 21 世紀最具顛覆性的發明之一。
沒有區塊鏈的時候 ……
在理解區塊鏈如何運作之前,讓我們先來看看在沒有區塊鏈的時候是怎麼做的。
假設今天小拓想要轉 100 元給小荒,小拓必須先將 100 元交給銀行,銀行再透過他們內部帳本管理與審核等流程,確認這筆交易的有效性後,再將款項打到小荒的帳戶中。
若小荒表示沒有收到這筆帳款,小拓要請銀行提供相關交易紀錄,來證明自己真的有轉帳。
我們可以看到,整個轉帳過程,都是在「銀行」這個機構內部完成的 (錢也先進入了銀行內),而銀行對於轉帳的相關判斷,都有處理的權限。這種將資料集中交給某一特定機構處理的模式,被稱為「中心化 ( Centralized )」模式。
今天,我想改用區塊鏈!
區塊鏈上沒有銀行這類的中心化角色,而是以「分散式帳本」的模式驗證資料的目的。
如果小拓改利用區塊鏈轉帳,當小拓轉給小荒 100 元的同時,也會同時向他們的朋友 (在區塊鏈裡被稱為「區塊驗證者」,也叫做礦工) 廣播「我小拓已轉 100 元給小荒」這項資訊。
他們的朋友在確認小拓的帳號發出該訊息後,就會拿出他們每個人的帳本,確認小拓是否真的有 100 元可以轉帳,然後再以流水帳的方式記上這一筆交易,完成轉帳。
若小荒表示沒有收到這筆帳款,小拓可以去看朋友們的帳本,如果分散在大部分朋友間的帳本 (即分散式帳本) 都有記上這筆交易,則大家可以共同證明小拓真的有轉帳。
這樣的情境下,轉帳的整個過程完全去除了第三方機構的介入,而是透過區塊驗證者的分散式帳本去驗證交易。這種去除中間機構的模式,被稱為是「去中心化 (Decentralized)」模式。現今區塊鏈系統,大部分是按照這樣的模式設計與運作。
聰明的你應該有注意到,如果每個人都有帳本,要怎麼確定這些帳本的真偽?而礦工又有甚麼動機去幫忙記帳呢?。這些問題,我們會在「【新手入門系列 2 】 區塊鏈「礦工」挖的是什麼「礦」? – 共識機制與挖礦介紹」一文中談到。
區塊鏈相對於中心化系統,有以下幾大特點:
分散式系統的穩定性
若以小拓的例子來說,假設銀行的系統故障了,小拓只能等銀行系統恢復後才能繼續轉帳與確認交易。但若使用分散式的區塊鏈系統,即便部分的網路故障了,只要大多數的帳本仍能運作,就不易影響到區塊鏈系統的持續運作。
公開透明
在區塊鏈中,所有的參與者都可以複製與儲存帳本副本,每個人都可以自帳本查找到相關的紀錄資料,相較於中心化系統無法被使用者看到內部處理過程的「中心黑盒」現象,而達到公開透明的效果。
不可竄改性
區塊鏈的特殊資料儲存結構,讓每個區塊之間,因為特殊加密機制彼此連動。
如果想要修改某個區塊中的資料,就會造成上一個區塊的資料產生錯誤,這樣的影響也會連動到上上個區塊,進而影響到整條區塊鏈,讓其他的驗證者可以馬上發現並修補錯誤。
換句話說,如果想要竄改其中一個區塊中的資料,就必須將一起修改所有的區塊資料,按照現在的技術來看,幾乎是不可能的任務。
因此只要資料一旦被記錄到區塊鏈上,就極難以被更改或移除,極大的減少了中心化系統中資料被惡意竄改的風險。也因為此特性,區塊鏈也可以減少反覆驗證資料的流程,因此降低資料處理上的相關成本。
介紹完了區塊鏈的運作模式與特點,但區塊鏈究竟能幫我們什麼呢?這裡我們以跨境匯款為例子來做說明。
雖然在小拓轉帳給小荒的例子來看,銀行的運作方式似乎沒有很複雜,但若放大到跨境匯款的情境裡,可能會產生以下問題:
費時
由上圖可得知,在傳統金融系統的跨境匯款情境中,款項從「匯款方匯款」到「收款方收款」,至少要經過5個環節,且因為匯款屬性與銀行種類等差異,會再經歷各種繁複的小環節。
此外,為了確保交易的有效性,每個環節會需要大量的人工驗證時程,讓跨境匯款至少要 2 ~ 3 日才能完成交易。
手續費與價值損失
各銀行會針對處理的款項收取一定的手續費。據世界銀行調查,全球平均每 200 美元的匯款手續費為 7 %,而整體全球的匯款手續費成本可能高達 480 億美元。
而在費時的轉帳過程中,款項也可能會因貨幣轉換的匯差問題,而造成匯款時與收款時貨幣價值不等的損失。
若導入區塊鏈呢?
由於區塊鏈的去中心化、不可竄改的特性,可用來去除中間機構與繁瑣的審查流程,大大降低了各種中間機構的溝通與手續費用成本。且區塊鏈採取的分散式網路,可以 24 小時不間斷的運行。
這意味著任何人只要有適合的裝置與網路,就能在任何時間、任何地點發起交易,並在數分鐘內確認與完成交易。相比傳統銀行體系,區塊鏈技術提供了另一種成本更低、更迅捷的解決方式!
這裡僅以跨境轉帳的情境,對於區塊鏈能為我們的生活做出的貢獻稍微簡單的介紹,關於其它更多的應用情境,還請參考我們「【新手入門系列 5 】 區塊鏈如何改變世界?區塊鏈的應用範例」一文。
跨境匯款 V.S. 區塊鏈轉帳
區塊鏈,作為一種新興的技術,其特殊的鏈式資料庫結構,以及去中心化、分散式節點網路的設計,使其具備了穩定、不易竄改等特性,也使許多人開始研究這項技術在加密貨幣外其他領域的應用。
本文以簡單的概念,做為進入區塊鏈世界的第一步。接下來,我們將進一步的探討到,區塊鏈是如何解決我們在「區塊鏈是怎麼運作的?」中所提到的問題!
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