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什麼是區塊鏈技術?

  • 区块链一般是指用以记录交易的数据库或数码分类帐。区块链一词是由"区块"("block")及"链"("chain")两个词汇结合而成。个别的"区块"是指在某特定时段內进行的交易。 4 注释符号代表区块的重要组成部分为︰(a)区块的标题(header),所载的资料包括独一无二的区块参考号码、区块的建立时间,以及可追踪上一个区块的数据码等;及(b)区块的內容,通常包括经过核实的数码资产(digital assets)及指令资料,例如买卖交易、交易金额,以及参与交易的各方。请参阅Deloitte (2016)。 每个区块会透过数学运算方式与下一区块顺序地"链"接起来,从而形成一个区块链。只要取得最新的区块,便可读取连结在区块链上的过往区块数据。故此,区块链数据库能够完整保留所有过去的数据,包括资产的转移及执行相关指令的纪录,令所有交易得以核实及作独立审核。这些特色使区块链可用作分类帐,在相关网络共享及供拥有权限的参与者查核。
  • 一如上文所述,应用区块链技术的其中一个主要特点是,可省却由中央机构核实交易和进行结算的安排。图1显示了传统模式与采用区块链技术模式在交易结算安排的不同之处。在区块链网络中,每台电脑系统均备存一个相同的区块链复本,此复本会自动更新每项交易,而电脑利用精密的运算程式就交易作出核实,从而确定交易金额及其他资料,令区块链成为一个记载了所有交易活动的分类帐。处理交易的电脑系统一般分布于不同位置,并且不由任何一个机构/参与者单独拥有或控制。由于区块链是分布于网络而非备存在中央伺服器,故此区块链有时亦被称为分布分类帐(distributed ledger)。

区块链技术原理、发展历史根由、应用场景

虽然每个区块只有一个父区块,但可以暂时拥有多个子区块。每个子区块都将同一区块作为其父区块,并且在“父区块哈希值”字段中具有相同的(父区块)哈希值。一个区块出现多个子区块的情况被称为“区块链分叉”。区块链分叉只是暂时状态,只有当多个不同区块几乎同时被不同的矿工发现时才会发生(参见“8.10.1 区块链分叉”)。最终,只有一个子区块会成为区块链的一部分,同时解决了“区块链分叉”的问题。尽管一个区块可能会有不止一个子区块,但每一区块只有一个父区块,这是因为一个区块只有一个“父区块哈希值”字段可以指向它的唯一父区块。

区块链解决了啥问题?

  1. 每个节点交换数据过程不被篡改;交换历史记录不可被篡改;
  2. 每个节点的数据会同步到最新数据,且承认经过共识的最新数据;
  3. 基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据本身客观反映了交换历史。

拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来,其内涵可概括为:在互联网大背景下,当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时,人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来,其内涵可概括为:在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下,分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法

  • 维护一条不断增长的链,只可能添加记录,而发生过的记录都不可篡改;
  • 通过密码学的机制来确保交易无法抵赖和破坏,并尽量保护用户信息和记录的隐私性
  • 所有的结点都有能力去用计算能力投票, 从而保证了得到承认的结果是大多数人公认的结果, 不会因为少数结点作恶,而修改结果

区块链的核心技术理论是啥?

区块链的优势在于能够用非常低的成本解决网络交易的身份识别和个人征信,以及使用点对点的交易避免了传统集中式的清算结构,从而能够大大提高金融系统甚至整个经济体系的运行效率

比特币只是记账的表征,而区块链就是其背后的一套由信用记录以及信用记录的清算构成的体系

显然,当欺诈的行为所要付出的成本远大于其所能带来的收益时,并且成本和收益都经过了精确的计算时,任何一个理性的参与者都不会有欺诈的动力

  • 工作量证明(如果要篡改区块链上的数据,需要拥有全网51%的算力,这会使得作伪的成本高于预期利益)
  • 互联网共识机制(无需甄别好坏,以共识来确保正确)
  • 智能合约机制(以可以编译的程序代替合同,网络自动执行合约)
  • 互联网透明机制(账号全网公开而账户匿名)
  • 密码学,非对称加密和公私钥等技术等

区块链技术涉及的关键点包括:去中心化(Decentralized)、去信任(Trustless)、集体维护(Collectively maintain)、可靠数据库(ReliableDatabase)、时间戳(Time stamp)、非对称加密(AsymmetricCryptography)等。

区块链最大特点是啥?

如何保证全网交易数据客观记录并且不可篡改

,比特币使用工作量证明PoW(Proof of Work),以太坊即将转换为权益证明PoS(Proof of Stake),比特股使用授权权益证明DPoS(Delegated Proof of Stake)。

系统在拜占庭将军(Byzantine Generals Problem)情景下的可靠性,即拜占庭容错(PBFT算法支持拜占庭容错)。然而无论是Paxos还是Raft算法,理论上都可能会进入无法表决通过的死循环(尽管这个概率其实是非常非常低的),但是他们都是满足safety的,只是放松了liveness的要求, PBFT也是这样。

  • Append only
  • 强调序列化
  • 少数服从多数原则
  • 分离覆盖的问题:即长链覆盖短链区块,多节点覆盖少数节点日志
  • 传统分布式一致性算法大多不考虑拜占庭容错(Byzanetine Paxos除外),即假设所有节点只发生宕机、网络故障等非人为问题,并不考虑恶意节点篡改数据的问题;
  • 传统分布式一致性算法是面向日志(数据库)的,即更通用的情况,而区块链共识模型面向交易的,所以严格来说,传统分布式一致性算法应该处于区块链共识模型的下面一层。

如何确保每个节点数据一致的呢?

交易(Transaction):一次操作,导致账本状态的一次改变,如添加一条记录;

每一位电子货币所有者通过对前一次交易和货币接受者的公钥(pubilc key)签署一个hash数字签名,然后发送给下一位所有者。(1)收款人使用付款人的公钥(public key)校验,是否是正确的付款人发送(2)由于交易中有收款人的公钥,所以只有收款人使用自己的私钥才能解锁并将该货币传递下去

时间戳服务器(Timestamp server)。对区块形式存在的一组数据实施随机散列(HASH)加上时间戳,将区块连成一个链条,形成区块链

什麼是區塊鏈技術?

區塊鏈之核心技術

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什麼是區塊鏈技術?

何谓"区块链"

  • 区块链一般是指用以记录交易的数据库或数码分类帐。区块链一词是由"区块"("block")及"链"("chain")两个词汇结合而成。个别的"区块"是指在某特定时段內进行的交易。 4 注释符号代表区块的重要组成部分为︰(a)区块的标题(header),所载的资料包括独一无二的区块参考号码、区块的建立时间,以及可追踪上一个区块的数据码等;及(b)区块的內容,通常包括经过核实的数码资产(digital 什麼是區塊鏈技術? assets)及指令资料,例如买卖交易、交易金额,以及参与交易的各方。请参阅Deloitte (2016)。 每个区块会透过数学运算方式与下一区块顺序地"链"接起来,从而形成一个区块链。只要取得最新的区块,便可读取连结在区块链上的过往区块数据。故此,区块链数据库能够完整保留所有过去的数据,包括资产的转移及执行相关指令的纪录,令所有交易得以核实及作独立审核。这些特色使区块链可用作分类帐,在相关网络共享及供拥有权限的参与者查核。
  • 一如上文所述,应用区块链技术的其中一个主要特点是,可省却由中央机构核实交易和进行结算的安排。图1显示了传统模式与采用区块链技术模式在交易结算安排的不同之处。在区块链网络中,每台电脑系统均备存一个相同的区块链复本,此复本会自动更新每项交易,而电脑利用精密的运算程式就交易作出核实,从而确定交易金额及其他资料,令区块链成为一个记载了所有交易活动的分类帐。处理交易的电脑系统一般分布于不同位置,并且不由任何一个机构/参与者单独拥有或控制。由于区块链是分布于网络而非备存在中央伺服器,故此区块链有时亦被称为分布分类帐(distributed ledger)。

图1 - 两类不同的交易结算模式

图1 - 两类不同的交易结算模式

资料来源︰Oliver Wyman (2015)什麼是區塊鏈技術? 及IBM Corporation (2016)。

区块链技术的应用

  • 根据一家会计师事务所在2016年进行的调查, 7 注释符号代表请参阅PricewaterhouseCoopers (2016)。 提供资金转移及支付服务的机构曾接触区块链技术,当中30% 的受访机构对区块链技术非常熟悉。除了付款交易之外,区块链技术的其他应用范畴可包括(a)打击洗钱活动,用以追踪资金交易及其目的地; 8 注释符号代表银行可运用区块链技术追溯过往的交易纪录,包括资金来源、最终目的地及用途。此举有助于加强银行在查找可疑客戶方面的能力。请参阅White & Case (2016)。 以及(b)贸易发票融资, 9 注释符号代表贸易发票融资让企业可于客戶付款之前,凭藉货运单据套现应收账款,以改善现金流。企业一般向银行和金融机构提供尚未付款的单据作为抵押品,从而获得贷款。 用以避免不同银行为同一张货运单据重复为客戶提供融资的漏洞。 10 注释符号代表银行只能够查察其曾否就同一张货运单据在过去一段时间內提供过融资,但同一张单据若是经由另一家银行提供融资,银行便不能查出。应用区块链技术后,银行将可从单一的来源取得资料,以查察客戶曾否以相同的单据向多家银行获取融资。
  • 区块链技术亦可以应用于证券发行及交易,藉以简化相关的交收程序。 11 注释符号代表举例来说,参与者A与参与者B的交易指示在证券交易平台上获得配对,区块链系统可核实参与者A是否持有相关证券,而参与者B是否持有足够资金。经核实的交易将分别自动记录于资产分类帐及现金分类帐,无须经由中央结算系统处理。请参阅Oliver Wyman (2016)。 举例而言,纳斯达克(NASDAQ)的NASDAQ Private 什麼是區塊鏈技術? Market在2015年10月成立了名为"Nasdaq Linq"的平台,应用区块链技术于私人公司的股份发行、分类,以及转让纪录备存。 12 注释符号代表NASDAQ Private Market协助私人企业物色潜在买家,并就股东可出售的持股量订定合适的百分比。参与的企业股东可藉此取得流动资金,而又可以在公开招股之前,将股权转移至长期机构投资者手上。 其他证券交易所亦计划引进区块链技术,当中,澳洲证券交易所(Australian Securities Exchange)正计划开发区块链技术,把交易后的结算及交收加快至近乎实时进行。日本交易所集团(Japan Exchange Group)正研究应用有关技术在低成交量市场的可行性,而韩国交易所(Korea Exchange)亦据报正计划为非上市证券开发一个采用区块链技术的平台。 13 注释符号代表请参阅Australian Securities Exchange (2016)、Japan Exchange Group (2016)及Korea Times (2016)。
  • 在国际层面上,金融科技公司R3与来自世界各地超过40家金融机构合作组成伙伴,探讨区块链的技术应用,在达到银行安全性、可靠性、可扩展性、营运和审计要求的前提下,研究、测试、设计和策划应用分布分类帐的方案。

采用区块链技术所面对的挑战

此外,把不断延长的区块链分布于不同网络位置,亦会带来安全问题。国际刑警组织(International Criminal Police 什麼是區塊鏈技術? Organization)曾经警告,虛拟货币现时采用的区块链技术很容易受到网络威胁侵害,例如把恶意软件及其他非法数据嵌入交易中,并在区块链中散播; 17 注释符号代表请参阅International Criminal Police Organization (2015)。 及

區塊鏈的真相三:為什麼區塊鏈不等於去中心化、不可篡改、可以信任?

由多個特定的企業或組織建立和參與的區塊鏈稱為「聯盟鏈(Consortium blockchain)」,適合應用在機構間的交易、結算、清算等工作,讓特定機構間彼此有可以互相信任的基礎資料。例如:臉書的天秤幣、台灣的金融函證區塊鏈等,由於聯盟鏈的參與者經過篩選可信任度較高,不必使用比特幣那種浪費能源的採礦運算,可以改用「實用拜占庭容錯(PBFT)」或其他演算法提高效率,再加上節點數目少,因此交易速度較快,適合應用在各種商業模式。

但是要特別留意聯盟鏈還有分真假,「真聯盟鏈」是指聯盟成員彼此之間完全獨立地位平等,沒有任何一個成員能夠支配其他成員,例如:臉書成立的天秤聯盟、台灣的金融函證區塊鏈等,參與者都是大型企業;「假聯盟鏈」是指聯盟成員彼此之間關係密切,可能是分公司、子公司、關係企業,有一個母公司可以掌控超過51%的節點(51%規則),則這個區塊鏈就失去效用,目前許多公司所使用的區塊鏈都是屬於「假聯盟鏈」,在判斷時要很小心。

私有鏈是沒用的廢物

由單一企業或組織建立的區塊鏈稱為「私有鏈(Private blockchain)」,只有特定人可以讀取、發送、確認交易資料,參與共識過程,可以被操作、修改,把原本簡單的資料結構弄得複雜,而且完全違反51%規則,因此是沒用的廢物,唯一的功能就是「唬外行人」。