从四个回答去解析区块链原理及应用

从比特币(Bitcoin)开始，区块链技术去中心化及数据无法被窜改的特性日渐被认为可能颠覆人类数千年来交易基础，虽然目前比特币的网络运算力有被少数人垄断的疑虑，区块链技术却在各国新创公司及银行的积极拥抱下变成Fintech一个日渐茁壮的分支，作为一个新世代的去中心化数据库，区块链的应用想象空间跟发展潜力极大，从金融领域到物联网、云端运算都可以看到它的身影。
比特币是什么?说明区块链不可免俗要先从比特币讲起。比特币(Bitcoin)是一种新型态的数字资产及交易模式，由中本聪(Satoshi Nakamoto)发明，他在2011年11月1日密码学讨论群提出这个观念，最重要的是成功利用”区块链(Blockchain)”的观念公开账簿，让“重复扣款”这个虚拟货币最大的问题迎刃而解，用户乐于贡献出CPU的运算能力，运行一个特殊的软件来做一名“挖矿工”，这会形成一个网络共同来维持区域链，而这个过程中会生成新货币。交易也在这个网络上蔓延，运行这个软件的计算机争相破解不可逆密码难题，这些难题包括好几个交易数据。第一个解决难题的“矿工”会得到50比特币奖励，相关交易区域会加入链条。随着“矿工”数量的增加，每个迷题的困难程度也随之提高，这使每个交易区的比特币生产率维持约在10分钟一枚。此外，每达到21万个区域，奖励就减半，从50比特币减到25,再从25到12.5，一直持续下去。这样到2140年，比特币将达到预定的2100万枚上限。成功建立出一个去中心化、可信赖追踪交易的虚拟支付系统。比特币价格在2013年11月达到历史新高的979.45美金，目前在400美金上下。
区块链的原理是什么?一样以比特币的区块链来说明，区块链可视为一个公开的账本，它有以下特性:★网络上的各节点都有完整的账本备份★账本里面存在比特币从诞生到现在的所有交易纪录★账本本身以区块纪录，每个区块包含一部分的交易，而每个区块记着前面区块的id，形成一种链状的数据结构，所以称之为区块链★当某一个节点要发起交易时，会先将交易广播给其他节点，此时所有节点都可以经由共识算法来决定谁可以验证这笔交易，也就是”解题”，之后就有矿工帮你的交易讯息包成一个新的区块送上区块链，此时交易完成 (blockchain.info可以看到区块的即时消息)★当其中一个节点先解出题目时，便由该节点将验证过的交易写进区块链中，并广播通知其他节点。而数据一旦被写进区块链之中，便无法再被窜改★每个比特币账户都有公钥跟私钥，发起交易时只需要用私钥签名，然后矿工用公钥检查签名即可★若你账户中的比特币余额不够，只需要回溯整个账本的交易纪录就可以察觉有异并且取消交易当然区块链上面的共识算法核机制还是会有安全性疑虑，例如51%攻击，若有人可以掌握整网51%的运算能力，它就有机会改写全部的区块链并造成系统崩溃，这种危机在越大的系统越难发生，毕竟这意味着黑客要攻陷事件前几大巨头的Data Center。
区块链包含哪些金融面应用?区块链技术整合数学、加密技术及经济模型，目的是在不需第三方机构协助验证与对帐的条件之下，维护一套由多个参与者所组成网络关系的数据库，简单来说，便是一个安全的分布式账本。目前区块链的应用以规模来说分成三大类:公开区块链(Public Blockchain): 所有人可以存取所有数据，所有人都可以发出交易，共识过程的参与者可以用密码学等方式维护数据库的安全，如比特币。协作区块链(Federated Blockchain): 参与的节点是预先选择好的，区块也不会随意扩增，节点之间的网络甚至会预先定义好以保障安全性，网络上面的共识算法可以自行定义，例如目前全球超过40家银行加入的R3。私有区块链(Private Blockchain): 参与的节点只有单一用户，所有的数据使用皆有严格权限控管，如Nasdaq用的Linq。比特币在2013年开始遭到各国央行围剿，最大的原因就是其匿名性，大家都可以拿到所有的区块(block)，但是无法利用区块追踪到实际交易用户，要让政府与民众慢慢接受需要再加上认许制度加强安全性避免洗钱疑虑。在构建出足够规模的区块链以后，除了智能契约，区块链也能用于群众募资、跨境汇兑、有价资产发行。目前越来越多软件公司也加入战局，IBM公布基于Linux Foundation的 Open Ledger Project，将会提供library给其他组织建构出自己的区块链。新创公司Openchain 则提供一个开源的分布式账本技术，账本管理者可以快速的定义账本的认证规则，接下来用户就可以任意把自己的数字资产转移上去，就如比特币一样。
区块链在其他领域有什么可能的应用?除了金融上面的革新以外，区块链的两大特色: 去中心化(Decentralized)、数据无法被片面窜改(Indelible ledger)，可以被拿来跟目前最热门的”Internet of X”概念做结合。最内圈的M2M(Machine to Machine)是最底层的机制，利用各种通讯方式将机器串联分享“数据”，其上的IoT(Internet of Things)则开始将串连起来的机器构建成网络并利用有价值的数据建构出“服务”，接下来发展到cisco主打提出的IoE(Internet of Everything)概念，它包含的元素包含数据(Data)、物(Things)、流程(Process)、乃至于人(People)，与物联网（IOT）不同，万物联网（IoE）概念着重于建立起“人的连结”，而他的方法包含各式各样的物联网、穿戴设备、智能家居、社群网络(Facebook、Instagram)等等，届时个人就会借助物理连结(无线传输)与精神链接(人际关系、网络社群)变成一个无法自外于万物联网IoE的网络节点。说到最近震天响的IoV(Internet of Value)，它在概念上可以涵盖上述所谈的东西，因为当资料、计算能力甚至货币都可以用网络的方式自由传输，人类千百年来从以物易物到各种金属本位的货币定价方式都将遭受冲击，但说实在我认为这件事在可见的未来还是不会发生，因为这从根本上冲击了人类政治跟金融体系，既得利益者一定会拚全力阻止它。而区块链是一项通往IoV的快捷方式，它允许用户在弹指之间完成转换所有权，不会有违约或遭 中介第三方操纵的风险，可自动化进行交易，创造一个完美可靠的数字记录，区块链技术不需要可信任的中间人(如银行、政府等)，本身可提供完整性更高、稽核能力更强，以及更好的监管。因此，区块链技术不但可以用在各种金融交易，也可用在商务契约、税收、投票、医疗 记录、数字护照、数字货币的发行等各种公私领域，几乎遍及日常生活的各层面。而热门的共享经济，例如Airbnb、Uber，更是仰赖服务提供商的信誉(Reputation)以及服务质量(Quality)生存的平台，Airbnb也延揽区块链专家补足信任机制漏洞，让房东跟租客之间的评价更客观更有可信度，其拓展区块的机制甚至可以跟深度学习(Deep Mining)结合碰撞出更多火花。