區塊鏈基礎概念:去中心化與防偽機制

區塊鏈基礎概念:去中心化與防偽機制

▍想分享這門課的原因?

課程一開始就從目前最夯的虛擬貨幣(比特幣)的實際案例出發,帶入到區塊鏈的基礎概念。

開頭舉了一個讓我印象深刻的案例,講的是虛擬貨幣對於委內瑞拉這個國家來說,是如何拯救了一個家庭。

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委內瑞拉是一個位於中南美洲的國家,長期處於經濟動盪不安,或許你無法想像在2018年委內瑞拉一杯咖啡要價新台幣$75元,到了2019年直接飆升到新台幣$28萬元(沒錯!他們的通膨就是這麼扯),可以參考這篇「不是窮人就是移民 一國通膨失控的下場」。

如果你是離不開委國的國民,這時或許你也會開始思考,怎麼不讓辛苦賺取的錢,因為經濟政局的動盪被蒸發掉?

而比特幣的出現,正好解決了他們的問題,它不受外匯管制又能夠在全球市場流通,是一種完全突破地理限制的虛擬貨幣。這類的狀況,在很多相對封閉或制度不完善的國家,比特幣的興起它去中心化的特色,對於個人或企業來說,都起了很大的作用。

▍從這門課中獲得的收穫?

這門課沒有艱深的技術理論,而是透過講述區塊鏈的原理與應用,以總經觀點來闡述未來趨勢與產業發展。

而比較特別的是,這堂課有別於先前上過的區塊鏈課程,除介紹最基本的去中心化,也有帶到防偽機制原理與應用,整堂課淺顯易懂,上起來沒很大的壓力,相當適合區塊鏈入門新手。

說到去中心化,要先了解什麼是去中心化?它是好事還是壞事?

先來說說我們目前常用的實體支付數位支付兩種方式,關於實體支付,它保有隱私、互動不受限制;而數位支付,你的個人資訊會暴露在網路上,相對較沒隱私,但也不受距離限制。

數位的去中心化,則移除了中間人(隱私)並且互動形式也不受限制。簡單來說,如果一般個人或企業(被管理者)不想被監管,他們會更傾向於使用去中心化的服務。放眼國際,像中國、北韓、伊朗甚至委內瑞拉等國家,為了繞開國際強權,避開美國發動的國際制裁,去中心化便成為一個非常吸引人的選擇。

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首先,Hash(雜湊)是區塊鏈技術的基石。每一筆交易或資料都會通過Hash函數生成唯一的雜湊值,如同資料的數字指紋。這個過程確保了資料的唯一性和不可篡改性。

在區塊鏈中,每個區塊都包含了一個雜湊值,以及前一個區塊的雜湊值,形成一個鏈條。這意味著如果任何區塊中的資料被修改,這些變動會改變該區塊的雜湊值,並且連鎖影響到後續所有區塊。這種設計使得篡改資料變得極為困難。

接下來,我們來看看挖礦(Mining)的過程。挖礦是用來生成新的區塊並驗證交易的過程。礦工們競相解決一個數學難題,即找到一個特定條件下的隨機數(Nonce),使得新的雜湊值符合特定格式(如以0000開頭)。

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這個過程需要大量的計算資源和時間,一旦找到正確的Nonce,這個新的區塊就被添加到區塊鏈中,並且網絡中的所有參與者都能夠驗證這個區塊的合法性。這種機制保證了區塊鏈的透明性和安全性,防止任何單一個體或組織控制整個區塊鏈。

最後,我們來看區塊鏈的共識機制。共識機制確保了區塊鏈網絡中的多數參與者對交易資料達成一致。常見的共識機制有工作量證明(PoW)和權益證明(PoS)等。

在工作量證明中,攻擊者需要控制網絡中超過三分之一的計算資源才能成功篡改資料,這在現實中幾乎是不可能的。此外,相較於攻擊一個中心化的伺服器,攻擊分佈在全球的數千台計算機的區塊鏈網絡難度更高,成本也更大。

這些機制共同作用,形成了區塊鏈的防偽系統,確保了資料的真實性和完整性。區塊鏈技術的這些特性,使其在金融、供應鏈管理、醫療等多個領域都有廣泛的應用前景。

對區塊鏈有興趣的也可以參考這個網站 Blockchain Demo 的示範影片。

▍後記

這堂課是在Hahow平台上的,算是用另一種方式快速認識與複習區塊鏈的基礎知識。

雖然上網可以找到很多關於區塊鏈的資訊,但透過有系統性的學習,可以更有脈絡地掌握整個區塊鏈的基礎知識。

上完課後,將內容消化並彙整記錄也幫助自己更深入理解和應用這些知識。

延伸參考:

  1. 什麼是加密貨幣挖礦?它的運作原理為何?

  2. 【區塊鏈小教室】第一講:區塊鏈是什麼?

  3. 【區塊鏈小教室】第二講:密碼學 &雜湊函數

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