區塊鏈簡介
區塊鏈簡介
張宏昌老師 alex@yuntech.edu.tw https://eclass.yuntech.edu.tw
當人們談論比特幣時，有時指的是底層的資訊技術，有時則為加密貨幣
現行使用習慣：
Bitcoin代表所使用的資訊技術與網路 bitcoin則代表加密貨幣本身
BTC則是代表貨幣符號
此為編號0的Bitcoin區塊資訊，比特幣烏托邦世界的第一個區塊。
記載唯一的一筆資訊是建立於2009年1月3日18時 15分5秒，由中本聰
（Satoshi Nakamoto）挖到50顆bitcoin的交易內容。
1 比特幣（Bitcoins，BTC）
10−2 位元分（Bitcent，cBTC）
10−3 毫位元（Milli-Bitcoins，mBTC）
10−6 微比（Micro-Bitcoins，μBTC）
10−8 聰（Satoshi）
透過特定編碼方式，將多筆交易儲存在稱為區塊的資料結構中，讓每一個區塊記錄上一個區塊的位置，進而串在一起形成鏈狀關係，為確保資料的公正性，每位參與者的電腦皆會儲存著相同的資料副本。
每部電腦透過網路相互連接，並且可以共同維護資料，在此電腦即稱為區塊鏈節點。
電腦中都會安裝適合不同區塊鏈技術的特定程式，進而形成使用特定協訂的區塊鏈網路，例如Bitcoin
網路、以太坊（Ethereum）網路等。
2009年1月12日，中本聰傳輸bitcoin給了Hal Finney。因此Hal Finney是第一個經由交易獲得bitcoin的人。
2010年5月22日，首度有人使用bitcoin換購實體商品， Laszlo Hanyecz花了1萬顆bitcoin購買兩片價格合計約 25美元的「Papa John’s披薩」。
若以披薩價格為參考依據，當時1顆bitcoin價值約為
0.0025美元。對照2017年12月底時bitcoin曾創下1顆約
2萬美元的歷史天價，其飆漲幅度高達800萬倍。
政府發行的貨幣，發行者沒有將貨幣兌現為實物的義務，只依靠政府法令使其成為合法通貨的貨幣。
價值來自擁有者相信「貨幣將來能夠維持其購買力」；然貨幣本身並沒有內在價值，因此人們所相信的其實是政府與中央銀行。
貨幣必須具有流通、信用、儲存價值等特性
信用：底層的區塊鏈技術，使得無人可以偽造加密貨幣，也無人可以竄改交易的歷史紀錄。
流通：區塊鏈也架構在「去中心化」的基礎上彼此相互連接，即使不經過第三方認證單位也可以直接進行貨幣流通。
儲存價值：在去中心化與可被信任之兩大關鍵因素下，人們願意相信加密貨幣是具有「儲存價值」的。
2008年時，化名為「Satoshi Nakamoto」（「中本聰」或「中本哲史」）的神秘人物發表一篇《比特幣：一種點對點的電子現金系統》白皮書，描述一種被他稱為
「比特幣」的電子貨幣及相關演算法。
2009年時，他發表第一個支援Bitcoin的錢包軟體，同時引爆過去近10年的區塊鏈熱潮。
類似電腦資料結構中的連結串列（linked list）。在連結串列中，每筆資料結構記錄上一個區塊的位置，再透過層層記錄的方式將所有資料結構串接在一起。
區塊鏈中的每個區塊透過特定雜湊函式（hash function）來得到代表該區塊唯一的雜湊值（hash value），並可將此雜湊值當成區塊的位址使用，而計算區塊雜湊值的動作即稱為挖礦（mining）。
指傳輸加密貨幣；然而完整的交易內容（例如A傳100個 bitcoin給B）並不會直接儲存於區塊中，所存放的僅為處理過後的交易雜湊值。
完整的交易內容乃儲存於區塊鏈節點的資料庫中，交易雜湊值僅為用來協助快速找尋交易內容的資料索引值。
為二元樹狀結構，Bitcoin利用其特性將交易內容的雜湊值儲存在Merkle tree的葉子節點，每層所得到的雜湊值再兩兩進行雜湊運算，最終被儲存於區塊的資料即是Merkle Root。
可產製整個交易集合的數位指紋，亦可快速校驗某筆區塊內容的正確性，並能判斷區塊是否包含特定交易的演算法
交易、Mertle Tree、區塊雜湊值、區塊鏈等元素間的關聯
Bitcoin的雜湊演算法為SHA 256
計算所得到的值尚須滿足特定條件才算合規的雜湊值，例如前面幾個位元必須具有足夠多個0的條件。
當新區塊的雜湊值計算完成後，困難度亦會隨著環境進行動態調整，每2016個區塊會自動調整一次困難度，因此越後期的挖礦工作將變得更加困難
是「number one」的意思，代表該數字不可重覆，僅能被使用一次。
當計算所得的雜湊值無法滿足困難度條件時，最普遍的做法是將nonce往上加1，或是亂數取得新的nonce再重新進行雜湊運算產製不同的雜湊值。
建立所有人皆認可的雜湊值之共識機制稱為工作量證明機制
（Proof of Work, PoW）
用戶發送的交易會透過橢圓曲線數位簽章演算法進行加簽，交易被送到Bitcoin節點後，會先放置在待確認池中，並會對交易進行驗證與Merkle tree計算。
當Merkle tree計算完畢時仍不算完成交易，必須待礦工挖到新區塊的雜湊值，並將交易資訊置於新區塊中，才算告一段落。
節點收到新區塊時會先確認區塊中的交易是否有效，例如是否有同一筆加密貨幣同時傳給兩個不同人的問題
若交易通過確認，節點除了接受該區塊外還會將其廣播 給鄰近節點。反之，若無法通過確認則會停止廣播工作。
以太坊（Ethereum）為區塊鏈平台，其所用的加密貨幣稱為以太幣（Ether），符號為ETH
提供智能合約（smart contract）機制，一種可以執行在區塊鏈平台上的程式，並可根據所設定的條件自動執行。
提供智能合約（smart contract）機制，智能合約承襲區塊鏈不可竄改交易之特性，故可在區塊鏈生態系統扮演公正且被信任的角色，在符合邏輯條件的情況下，按照各方參與者事先談妥的規則自動執行相關動作（例如數位資產轉移等）
搭配智能合約進行整合運作的應用程式架構
DApp前端會提供使用者操作介面，後端則會連接 Ethereum區塊鏈網路，並調用智能合約所提供的處理邏輯。
客戶端程式直接透過適當的函式庫和區塊鏈節點進行互動，並使用智能合約所提供的邏輯運作
當發送交易時，客戶端程式必須要有能力進行簽章動作，並自負保管私鑰的工作。
終端用戶透過HTML頁面間接和區塊鏈節點進行互動，當發送交易時，web應用系統會代替終端用戶進行簽章動作。
web應用系統再透過適當方式使用區塊鏈中的智能合約邏輯。
終端用戶之手持式裝置會透過RESTFul API間接與區塊鏈節點進行互動，當發送交易時，API應用系統會替終端用戶進行簽章動作。
優點在於透過前端手機app多樣化的操作介面，可提升用戶體驗。
前三種區塊鏈系統架構皆必須透過底層JSON-RPC的呼叫來與區塊鏈節點互動，而拆解JSON-RPC的電文內容或是剖析API的參數值是件繁瑣且低效率的工作。
web3j套件解決這困擾，它是區塊鏈的一種Java方案，藉由物件導向的設計方式全權處理底層的JSON-RPC細節
成員含括金融業、科技業與製造業等。
主旨在於推動跨行業應用的區塊鏈專案，強調開放源碼、開放標準與開放治理等三大開放原則。
許可實名制的區塊鏈架構，可結合憑證認證機制
（Certificate Authority）辨識與管理區塊鏈上的參與者。
也支援可程式化機制，允許開發者在區塊鏈上撰寫
「chaincode」應用程式。
Hyperledger Fabric架構由多個扮演不同角色的節點彼此間協同工作
R3聯盟的主旨在於提供適合金融業的區塊鏈技術，主要產品是受區塊鏈技術啟發所創新改良的分散式帳本技術
（distributed ledger technology; DLT）─ Corda平台。
R3聯盟曾多次召集會員共同進行概念驗證專案，例如透過合作方式嘗試提高貸款市場的透明度，或於貿易融資實驗中驗證交易加速的可能性。
主旨在於集眾成員之力，開發以企業需求為導向且架構在Ethereum技術上的區塊鏈解決方案。
EEA初期分為七個工作小組，專注的領域有廣告、銀行、健保、保險、法律、供應鏈及代幣
台灣加入EEA知名企業包含：富邦金控、台新金控、工研院、新創公司AMIS等
是虛擬貨幣，也是數位貨幣，亦是透過密碼學技術創建、發行、校驗和流通的電子貨幣，同時可確保交易的安全 性及控制貨幣交易，並具有挑戰法幣地位的機會。
ICO為「首次代幣發行」或「首次代幣眾籌」，是向公眾募集加密貨幣
現在比較常見的ICO乃為「投資人以持有的加密貨幣，換購智能合約中的代幣」
Bancor專案期望建立可交換代幣的標準，允許任何人都可發行智慧代幣，而該標準的智慧代幣（Bancor Network Token,BNT）創下3小時內募得1.5億美金的記錄。
Filecoin專案主張建立去中心化儲存網路於IPFS
（InterPlanetary File System）網路上，並能夠將檔案分散儲存至世界各地，由於運行在Filecoin區塊鏈上將可以提高其安全性，此ICO共募得2.57億美金。
台灣對ICO監管尚處於模糊不清的狀態
若ICO投資人以加密貨幣換購ICO新發行的代幣，僅被視為是虛擬寶物間的互換行為，就沒有違法之慮
但若投資人需支付法幣（例如新台幣、美金等）換購ICO代幣時，就會因未經許可經營特殊業務而觸法相關法律。
股神Warren Buffett：談到bitcoin根本不是投資，只是一種遊戲、賭博、甚至是海市蜃樓（a mirage）。2018年更嚴厲的批判：「bitcoin可能是已經投放好的老鼠藥
（it’s probably rat poison squared）。」
投資大師Howard Marks：購買虛擬貨幣的人是投機，而非投資，其並無考慮所購買的加密貨幣是否具潛在價值與價格是否適當，僅認為他人在未來會用更高的價格購買。
韓國：曾是全球第三大加密貨幣市場，佔全球成交量約有30%。目前韓國政府明定禁止匿名交易，只允許實名的韓國公民能進行交易，加密貨幣交易合法化後不僅增加政府稅收，也防止未成年及外籍人士的非法交易。
日本：第一個承認bitcoin為法定貨幣的國家，不僅取消對 bitcoin徵收消費稅，並在2018年初加快制定對ICO的監管措施，期望讓ICO合法化。
中國：北京市「互聯網金融風險專項整治工作小組」辦公室在 2017年要求所有在中國bitcoin交易平台必須在9月15日公布停止營運和制定清退方案，並在同年9月30日前須完全停止營運。
證券代幣發行機制，一種受政府高度監管的ICO，將資產權利轉換為區塊鏈代幣並發行給公眾的過程
STO發行成本較IPO低，清算速度也優於IPO，且允許將資產劃分成更小單位，使資產所有權能更加細分
STO可能成為企業將其證券轉為代幣化發行的標準模式
「愛爾蘭國家數位研究中心（NDRC）」將FinTech定義為一種「金融服務創新」，透過各種新型態的解決方案，對傳統金融服務業的生態（包括資訊技術採用、營運與 獲利模式、產品設計與流程等各面向）造成顛覆性的改 變
亞馬遜的語音助理Alexa將推出語音P2P匯款功能，同時可和支票帳戶產品互通。
Apple公司宣布將與高盛證券合作發行Apple Pay品牌的聯名信用卡。
Facebook籌組團隊發展區塊鏈技術，可能發行自己的虛擬貨幣，讓線上的22億用戶進行電子支付。
大陸BATJ（百度、阿里巴巴、騰訊、京東）4大網路企業已跨入金融領域，分別擁有以下金融服務品牌：度小滿、螞蟻金服、騰訊金融、京東金融。
台灣近期知名的案例是第一大行動支付業者LINE Pay正準備和國內銀行合作成立「純網路銀行」，即除了總行是實體外，其餘皆無營業櫃檯、實體分行及營業人員，所有金融業務都透過網路與Apps提供。
未來的方向是重塑（redesign），並將引進區塊鏈技術改造所有業務，重塑的部份包括旗下的遊戲、分享、娛樂、媒體、商務等五大業務，只要終端用戶使用服務並回饋意見，就會給予代幣做為鼓勵
LINE的營運策略並非直接銷售LINE代幣，乃是透過對 DApp之使用來獎勵用戶，期望能藉由生態圈之建立增加LINE Point可用平台數量。
兩款DApp分別是「4CAST」與「Wizball」
「4CAST」為預測平台，可對未來的活動或體育賽事進行預測，再依實際結果判斷輸贏，並以LINE Point給付獎勵
「Wizball」則為知識共享的Q&A平台，對於問題回答者可得到LINE Point
專注於價值所在
客戶體驗最佳化
創新
彈性及快速的組織環境
雙軌的資訊系統模式
創意行銷以及建立營運生態圈
南韓政府推動第一個IoT區塊鏈保險服務是由未來創造科學部
（Ministry of Science, ICT and Future Planning）的國家資訊局（National Information Society Agency）負責推動，邀集南韓保險公司Kyobo Life參與該專案，保險客戶透過區塊鏈和基本的IoT認證技術自動化小額理賠程序。
負責監督日本行政制度、管理地方政府的總務省將從2017會計年度開始，測試基於區塊鏈的新系統來處理政府標案，希望藉此提高現有招標流程的效率，改進對IT供應商的合同審查流程。
中國大陸官方雖不認同加密貨幣，但對於底層區塊鏈技術卻具有高度興趣。日前曾表示大陸央行已完成將支票、本票、匯票等票據數位化，並以智能合約為基底的區塊鏈數位票據基礎設施來解決中國市場的支票欺詐問題。
Fintech公司的優勢在於靈活與創新的商業模式。
各國銀行之間透過區塊鏈技術進行串接，藉由「交易即清算」的特性形成一個看不見、跨越全球的虛擬清算機構，將一筆原本需花上幾天的匯款支付，轉瞬間在幾秒內完成且同時兼顧安全、效率與速度，如此一來傳統金融機構牢不可破的基礎便會產生動搖
金融機構持續以傳統貨幣形式提供服務給終端用戶，但銀行和銀行間的交易則透過區塊鏈做為資訊或金流的交換網路，架構在去中心化與可信任的基礎上，跨銀行間的交易將便得更快速與便捷，同時也更加安全。
區塊鏈其中一項特徵，參與者越多、網絡的價值就越大。因此，運作在公鏈上的節點越多，區塊鏈越有價值；
退而求其次的則是聯盟鏈，為避免過度集中，即便是聯盟鏈的節點數也要夠多才有商業價值。
食品製造商為確保生產階段的品質，將食品批次或個別建立ID標籤，並將之上傳至區塊鏈中，運用不可否定性防止資料被篡改，透過可信任ID標籤可用來追蹤整個供應鏈的產品項目，除能防止假冒品，消費者亦可看到產品的生產履歷。
「眾安科技」提供區塊鏈技術
「沃樸物聯」提供物聯網智能設備和防偽技術
嘗試利用區塊鏈的萬物帳本與無法竄改等特性，記錄每隻雞生長狀態，保證從小雞到成雞、從雞場到餐桌的過程數據都被真實記錄，真正實現每隻雞的防偽溯源。
資訊透明，讓吃的人更放心！
運用區塊鏈技術實作自動化的班機延誤理賠機制，航空公司的班機若延誤時會將班機延誤資訊上傳至區塊鏈網路，當產險公司從網路上取得延誤資訊後，智能合約根據所設定的條件自動撥款到消費者所指定的銀行。
住院病人在出院後往往需提供大量的證明文件，才能申請壽險公司的理賠。倘若隨著病人出院，相關資訊自動上繳至區塊鏈網路，理賠金即可自動撥款到保戶指定的銀行帳號，即能便民又省時。
區塊鏈仍是種不成熟的技術，市場也處於萌芽階段，亦無任何確定成功的方式，而需要一個能正常運轉的生態系統，並在系統、資料、投資引導方式和監管等各個面向通通達成一致性，其實是件非常不容易的事。
目前區塊鏈技術雖然還有許多議題等待解決，例如交易速度、金鑰保存方式、資料儲存空間日益增加等，然而對於任何有企圖心的組織與公司而言，應仍積極對其投入研究與探討成本
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