区块链的起源和发展-掘金网

区块链源起二说

拜占庭问题

关于区块链的起源有两个故事可以讨论：首先是今日土耳其的伊斯坦布尔，是当年东罗马帝国的首都拜占庭，当时东罗马帝国强盛、国土辽阔，在国防的配置上，每一个军队的驻点都相隔遥远，将军与将军之间只能够依靠信差来传递重要消息，因此在对外作战的时候，拜占庭军内部所有的将军和大官员需要达成一致的共识，才能够决定是否出兵，但若军队中存有叛徒或是间谍更可能影响将军的判断，结果往往不能够得到大多数人的意见，在已知有成员谋反的情况如何连结相隔遥远的军营来取得一致协议，就成了有名的「拜占庭问题 ( The Byzantine Generals Problem )」。

区块链的起源和发展

The Byzantine General’s Scenario。图/ Debraj Ghosh, PhD

　　拜占庭将军问题在网路世界的解读是在容许入侵体系的一种模型化，后来发现区块和区块链可以解决这个问题，1982 年美国计算机科学家Leslie Lamport把军中各地军队彼此取得共识、决定是否出兵的过程，延伸至运算领域，设法建立具容错性的分散式系统，即使部分节点失效仍可确保系统正常运行，可让多个基于零信任基础的节点达成共识，并确保资讯传递的一致性，而2008 年出现的比特币区块链便应用了此观念。

比特币

　　第二个也就是大家所熟知的区块链起源就是「比特币」，为了比特币而产生了区块链，比特币就是区块链的第一个应用，后面的段落会再针对比特币做详细说明，接下来我们先来试着了解区块链到底是什么。

区块链其实是公众的电子记帐资料库

　　首先，对区块链需要的第一个理解是，它是一种「将资料写录的技术」。如同前述，区块链起源于中本聪( Satoshi Nakamoto )的比特币，因此区块链就是作为比特币的底层技术，是一个「去中心化的分散式资料库」，透过集体维护让区块链里面的资料更可靠，或是可以把它理解成是一个全民皆可参与的电子记帐本，一笔一笔的交易资料都可以被记录。

　　区块链技术可以说是互联网时代以来，最具颠覆性的创新技术，依靠复杂的密码学来加密资料，再透过巧妙的数学分散式演算法，让互联网最让人担忧的安全信任问题，可以在不需要第三方介入的前提下让使用者达成共识，以非常低的成本解决了网路上信任与资料价值的难题。

区块链的起源和发展

简化的支付验证（Simplified Payment Verification）。图/比特币白皮书

去中心化和不可窜改性

　　区块链有几个最重要的特色，首先就是它的核心宗旨──去中心化，为了强调区块链的共享性，让使用者可以不依靠额外的管理机构和硬体设施、让它不需要中心机制，因此每一个区块链上的资料都分别储存在不同的云端上，核算和储存都是分散式的，每个节点都需要自我验证、传递和管理，这个去中心化是区块链最突出也是最核心的本质特色。

　　在去中心化的前提之上，每个运算节点的运作方式就会透过「工作量证明机制（Proof of Work，POW）」来进行，也就是谁先花费最少的时间，透过各自的运算资源来算出答案并得到认可它就成立，如此一来就可以实现多方共同维护，让交易可以被验证。

区块链的起源和发展

区块链身份证将终结纸本出生证明？

区块链（blockchain）技术运用在比特币（bitcoin ）上，已创造了相当可观的市场及价值，试想2010 年1 单位的比特币仅能兑换0.06 美元，今日1 单位比特币价值已约5,000 美元，这比黄金或任

工作量证明（Proof of Work）。图/比特币白皮书

　　与去中心化类似的概念是区块链的「开放性」和「独立性」，区块链技术的基础是开源的，除了其中交易的讯息会另外被加密之外，其中所有的运算数据都是对所有人开放，任何人都可以透过公开的介面去查询区块链中的数据，系统信息非常透明。而独立性指的是整个区块链的系统不需要依靠第三方，因此便不会受到任何外力的干预。

　　同时也就衍生出了区块链的相对「安全性」和「匿名性」，因为区块链的数据是分散式的演算，因此也没有人可以随意修改网路上的数据，去除掉了人为操控的可能，也就让区块链本身相对安全，因为区块链上的讯息不需要公开验证，彼此之间的讯息传递都可以匿名进行。

　　区块链的另一大特色是其「不可窜改性」，区块链中的每一笔资料一旦写入就不可以再改动，只要资料被验证完就永久的写入该区块中，其中的技术是透过Hashcash 演算法，透过一对一的函数来确保资料不会轻易被窜改，这种函数很容易可以被验证但却非常难以破解，无法轻易回推出原本的数值，资料也就不能被窜改，每个区块得出的值也会被放进下一个区块中，让区块链之间的资料也都被正确的保障。

比特币夯翻全球

　　再大致了解了区块链的技术和概念之后，接着要和大家介绍红遍全世界的比特币，我们知道区块链就是比特币的底层技术，或是可以说，比特币带动了区块链观念的兴起，去中心化的公开性让所有人都能够自由购入与售出，交易的匿名性和金流资料的安全性更是比特币所依靠的基础。

　　前面段落提到，比特币是由一个名叫中本聪（Satoshi Nakamoto ）的人所发明，但其实现实中并没有人知道中本聪究竟是谁，连其性别、职业或是年龄都不甚清楚，关于比特币的讨论交流全部在网上进行。比特币的命名是「Bitcoin 」，取自电脑运算的最小位元，是一套点对点（P2P ）形式的「虚拟货币」，不需要依靠特定的货币机构发行，对持有者而言，比特币除了币值相对稳定，而且在全球都能够使用，加上它去中心化的安全性，让它在全世界一炮而红。

　　这样的虚拟货币交易成本低、稳定安全，有些国家（例如俄罗斯）甚至考虑要开发国定的虚拟货币，但在现有的金融制度底下，大多数国家的法律还无法定义比特币，这样的虚拟货币并不受到任何政府、任何银行控制，因此它目前也还未被合法化。

　　比特币将所有的交易历史都记录在区块链之中，区块链会持续延长并相互连结，且新的区块一旦加入到区块链中就不会再被移走。比特币的交易数据需要连续得到六个区块的验证后成立，缺点就是这个过程稍嫌缓慢。

　　另外，前面提到的工作量证明机制在比特币中被称为「挖矿」，也就是类似于一种运算的竞争，中本聪把消耗CPU 的电力和时间比与成金矿的生产过程，比特币的每一个网路节点都需要验证，因此使用者会需要透过自己的工作效率来证明运算结果，确认后的交易才会被打包到区块链中，透过不断重复的尝试来符合某一个节点要求的解，这样的技术竞争受到许多专业人士的热爱，让大家可以在众多的公正平台上发掘不同硬体的计算能力。

区块链将成长为超级帐本HYPERLEDGER FABRIC

　　目前区块链的演进大约可以分为三个主要阶段，第一阶段也就是以比特币作为代表，这个体系将区块链建立起来，而第二阶段是以以太坊为主，以太坊（Ethereum ）也是一个开源的公共区段链平台，其中以太币（Ether ）也是透过专用加密技术的去中心化的虚拟货币，到目前为止以太币已经是市值第二高的加密货币，仅次于比特币。

　　区块链的第三阶段目标就是超级帐本，以Linux 基金会所创办的「超级帐本计画（Hyperledger Project）」为例，这是第一款专门为大型企业所设计的区块链模组，主要是希望让企业可以更轻松的导入区块链技术，也代表着区块链的发展日趋成熟。

　　「Hyperledger Fabric」有需多专门为商业导向所设计的用途，包含货运追踪、智慧合约等功能，期待可以落实区块链的应用，因为区块链有共享式帐本的特性，在这个区块链中所有的成员不论是上下游或是协同关系，都能够透过区块链来快速的共享大量的资源，同时也能兼顾安全性，因此这样成熟的区块链技术可以应用的层面应该值得各界期待。
目前应用的情况以金融业最多，同时也不少政府部门表示对区块链的运作感兴趣，另外像是医疗界也能够妥善运用区块链技术，医院中病人的数据、病历等等都需要隐私，同时区块链的不可窜改性也让病患资料可以被保障，甚至未来能够结合人工智慧，将病历更进一步的导向智能咨询、智能抓药等功能，行动机器人医生的需求就是大量的、可靠的安全资料，这样的需求可以透过区块联技术来满足，在医疗费用越来越高的此刻，远端医疗的低成本市场、结合人工智慧区块链的医疗保健服务值得我们期待。麻省理工学院（MIT）采用了区块链技术，让百余名毕业生透过智慧型手机领取他们的数位文凭，成为全球首批颁发虚拟证书的大学之一。当学生下载Blockcerts Wallet之后，它会产生一组金钥（私钥加上公钥），并将公钥传送给MIT，把它写入数位纪录中，再于该区块链加上认证码。区块链上并没有记录文凭资讯，有的只是MIT建立该纪录的时戳，最后MIT再寄出含有公钥的数位文凭，藉由学生手机上的私钥来进行本人验证。

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