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區塊鏈是什麼 ?|詳細圖例詳解,3分鐘讓你搞懂區塊鏈!

區塊鏈是什麼

區塊鏈現在相當的火紅,不少研究單位及新創公司都投注心力研發,那到底什麼是區塊鏈呢 ?

  • 區塊鏈究竟如何運行 ?
  • 能解決什麼問題 ?
  • 我們該如何使用它 ?

這些是一般區塊鏈的疑問,下面的文章就帶大家認識什麼是區塊鏈 !

區塊鏈是什麼?

區塊鏈是什麼

如圖所示區塊鏈是一個包含信息的塊鏈,這項技術最初與1991年由一組技術人員,最初的想法在為數字文檔添加時間戳,而且要確保人們不可以竄改它們幾乎像一位公證人,直到2009年由中本聰( Satoshi Nakamoto )改編區塊鏈技術創建數字加密貨幣,也就是比特幣 Bitcoin

分散式帳本而且對任何人都是完全開放的,它的特點是

  • 只允許一次數據被記錄在區塊鏈中
  • 數據被記錄在區塊鏈中就難以竄改它

區塊鏈如何運作的?

我們仔細看看單一個區塊Block,每個區塊裡包含三個元素:

Ledger Nano X - The secure hardware wallet
  • 數據資料 Data
  • 哈希值 Hash
  • 前一個區塊的哈希 Hash of previous hash
區塊說明
區塊鏈區塊元素

儲存在區塊內的數據取決於區塊鏈的類型,以比特幣區塊鏈應用我們用商店交易來做比喻,我們可以將資料分為

  • 資料作為發件人、收件人和金額
比特幣區塊鏈
  • 每個區塊有一個哈希 Hash

你可以將哈希比喻為指紋,指紋標籤著每個區塊及所有內容,它永遠是獨一無二的就像指紋一樣,一旦創建了區塊它就是哈希計算,試圖改變區塊內的話將會導致哈希值改變

哈希值運算

換句話說,當我們想檢測區塊是否產生變化,哈希值(Hash)就非常有用,如果區塊的指紋發生變化就不再是同一個區塊,每個區塊內的第三個元素是前一個區塊的哈希,這有效的創建的一連串的區塊這就是區塊鏈技術,而且非常安全

舉個例子,這裡我們有一個3個區塊的鏈條,而每個區塊都有一個哈希值和前一個區塊的哈希值

區塊鏈說明

所以3號區塊指向2號區塊,2號指向1號,而第一個區塊就比較特別,它不能指向以前的區塊因為它就是第一個,所以也稱為創世區塊(Genesis block)

區塊鏈說明2

區塊鏈技術安全嗎?

現在假設某人篡改了第二個區塊,這就會導致區塊的哈希值更改,將使第三個區塊及以下所有的所有區塊,因為不再預備儲存驗證的價值而失效

區塊鏈說明3

單獨改變一個區塊,會連帶性的使後面所有內容都變成無效

但是要防止竄改只有哈希值是不夠的,現在的電腦運算速度非常快,可以計算每秒鐘數10萬次哈希,並有效的竄改區塊且重新計算其他區塊的所有哈希值,使區塊鏈再次有效

所以增加區塊鏈安全性,有一樣機制我們稱為工作證明 POW (Proof of work),這是一種運算機制,會減緩產生的新區塊的速度,以比特幣來說,利用POW演算機制運算,大約需要10分鐘來計算所需的工作證明與添加一個新的區塊到區塊鏈中,而變得非常難以竄改區塊

區塊鏈說明4

所以區塊鏈的安全性來自於它對哈希值的驗證性使用工作證明機制,還有一種區塊鏈的方式,透過通過分發來保護自身安全,沒有無中心伺服器的對等網路系統 來管理區塊鏈,稱之為點對點網路(P2P Network),在此網路下任何人都可以加入

當有人加入到這個網路時,他就可以得到區塊鏈網路的完整副本,同步副本目的是為了要讓不同的節點也可以藉此互相驗證,而這個新的區塊被廣播到網路上所有的節點,然後每個節點都要驗證新的區塊,確定它沒有被竄改

P2P網路

等到驗證結束,每個節點才會添加這個新的區塊到區塊鏈,等到區塊鏈網路中的所有節點都達成共識,大家一起決議哪個區塊有效哪個無效,擅自篡改的區塊將會被網路上的其他節點拒絕

如果要竄改區塊鏈,需要竄改所有的區塊,而且不但得重做每個區塊記錄的工作證明,還得控制超過50%的點對點網路節點,只有這樣篡改才會變成其他人接受

區塊鏈技術有哪些應用?

區塊鏈技術也在不斷發展,像是智能合約(Smat Contract),智能合約可以將簡單的程序儲存在區塊鏈中,它能基於合約內所有記載的條件自動執行,只要條件成立依照合約自動完成交易

創建區塊鏈的技術引起許多人的興趣,不久之後其他人將會意識到這項技術,可以用與儲存帳本以外的內容,例如

  • 醫療紀錄 
  • 創建數字公證 
  • 收稅
智能合約應用

你現在已經瞭解區塊鏈以及它背後的運作原理以及它能解決什麼問題囉

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