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每一個區塊包含了前一個區塊的加密雜湊、相應時間戳記以及交易資料（通常用默克爾樹(Merkle tree)演算法計算的雜湊值表示），這樣的設計使得區塊內容具有難以篡改的特性。用區塊鏈技術所串接的分散式帳本能讓兩方有效紀錄交易，且可永久查驗此交易。
目前區塊鏈技術最大的應用是數位貨幣，例如比特幣的發明。因為支付的本質是「將賬戶A中減少的金額增加到賬戶B中」。如果人們有一本公共賬簿，記錄了所有的賬戶至今為止的所有交易，那麼對於任何一個賬戶，人們都可以計算出它當前擁有的金額數量。而區塊鏈恰恰是用於實現這個目的的公共賬簿，其保存了全部交易記錄。在比特幣體系中，比特幣地址相當於賬戶，比特幣數量相當於金額。
概述
以比特幣的區塊鏈帳本為例。每個區塊基本由上一個區塊的散列值，若干條交易，一個調節數等元素構成，礦工通過工作量證明實現對交易整理為帳本區塊和區塊安全性的維持。一個礦工通過交易廣播管道收集交易專案並打包，協定約定了區塊速度生成速度而產生的難度目標值，通過不斷將調節數和打包的交易資料進行散列運算而算出對應散列值使其滿足當時相應的難度目標值，最先計算出調節數的礦工可以將之前獲得上一個區塊的散列值、交易資料、當前算出對應區塊的調節數整合為一個帳本區塊並廣播到帳本發佈管道，其他礦工則可以知道新區塊已生成並知道該區塊的散列值（作為下一個區塊的「上一個區塊的散列值」），從而放棄當前待處理的區塊資料生成並投入到新一輪的區塊生成。
對於其他基於區塊鏈的應用，主要是針對所負載的資料，區塊安全性的維持方式等進行調整。
歷史
中本聰在2008年於《比特幣白皮書》[1]中提出「區塊鏈」概念，並在2009年創立了比特幣網路，開發出第一個區塊，即「創世區塊」。[2]
區塊鏈共享價值體系首先被眾多的加密貨幣效仿，並在工作量證明上和算法上進行了改進，如採用權益證明和SCrypt算法。隨後，區塊鏈生態系統在全球不斷進化，出現了首次代幣發售ICO、智能合約區塊鏈以太坊、「輕所有權、重使用權」的資產代幣化共享經濟[3]以及區塊鏈國家。目前人們正在利用這一共享價值體系，在各行各業開發去中心化電腦程序(Decentralized applications, Dapp)[4]，在全球各地構建去中心化自主組織和去中心化自主社區(Decentralized autonomous society, DAS)[5]。
截至2019年中華人民共和國的相關公司佔有全球區塊鏈專利權的八成以上[6]在2016年公布的《十三五國家資訊化規畫》，就已將區塊鏈技術列為戰略性前沿技術。反超點在2017年當年度專利申請量超過1200件超越美國，之後一路上升[7]，並誕生了比特大陸等以挖礦業務為切入點累積資本最終坐大的企業。其官方立場是不承認比特幣的貨幣流通地位並禁止任何商家收付，但認為區塊鏈技術可以為國家所用，2019年中國人民銀行第三季消息，支付結算司副司長穆長春8月10日在金融四十人伊春論壇上介紹央行法定數字貨幣的實踐DC/EP（DC，digital currency，數字貨幣；EP，electronic payment，電子支付）時揭露央行DC/EP研究已進行五年[8]，表明可能存在被稱為「央行數字貨幣」的制度。早在2016年有新聞顯示平安集團、招商銀行、微眾銀行等 40 多家金融機構共同成立首個中國深圳FinTech 數字貨幣聯盟。
2019年10月24日，中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習，會上中共中央總書記習近平表示「區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用」，作為中共最高領導人的總書記很少對特定技術發表談話，另一次是提到人工智能。[9]此現象突然表明區塊鏈在中共中央重視程度超乎外界想像引發相關類股大漲，以及各國內外媒體的議論。[10]
私有鏈、公有鏈和聯盟鏈的區別
| 公有鏈 | 聯盟鏈 | 私有鏈 | |
|---|---|---|---|
| 參與者 | 任何人自由進出 | 聯盟成員 | 鏈的所有者 |
| 共識機制 | pow/pos | 分布式一致性算法 | solo/pbft等 |
| 記帳人 | 所有參與者 | 聯盟成員協商確定 | 鏈的所有者 |
| 激勵機制 | 需要 | 可選 | 無 |
| 中心化程度 | 去中心化 | 弱中心化 | 強中心化 |
| 如初特點 | 信用的自建立 | 效率和成本優化 | 安全性高、效率高 |
| 承載能力 | <100筆/秒 | <10萬筆/秒 | 視配置決定 |
| 典型場景 | 加密貨幣 | 供應鏈金融、銀行、物流、電商 | 大型組織、機構 |
| 代表項目 | 比特幣、以太坊 | R3、Hyperledger |
公有鏈
公有鏈可稱爲公共區塊鏈， 指所有人都可以參與的區塊鏈。換言之它是公平公開，所有人可自由訪問，發送、接收、認證交易。另外公有鏈亦被認為是「完全去中心化」的區塊鏈。公有鏈的代表有BTC區塊鏈，ETH、EOS等，它們之間有存在不同架構。[11] 擧個例子說，以太坊（ETH）是一條公有鏈，在以太坊鏈上運作的每一項應用都會消耗這條鏈的總體資源[12]；EOS只是一個區塊鏈的基礎架構，開發人員可以自由地在EOS上創建公鏈，每條鏈與鏈之間都不會影響彼此擁有的資源，換言之不會出現因個別應用資源消耗過多而造成網絡擁擠[13]。
私有鏈
商業組織正在為各種應用開發分布式分類帳和其他區塊鏈啟發的軟件。由於這些軟件被中心化機構控制，不具有區塊鏈去中心化的屬性，被稱為私有鏈 （private blockchains）、區域鏈、或者聯盟鏈[14]。因為其應用範圍與用分布式數據庫處理信息的雲端運算相似，2017年6月止，不但沒有任何私有鏈得到認可和使用，而且國際銀行界紛紛退出所參與的項目；加拿大中央銀行也在2017年5月放棄了國家私有鏈的開發，主要原因是與中央銀行體系格格不入[15]。相反，用現有區塊鏈進行ICO眾籌，來開發新型去中心化社區的項目，如雨後春箏般地湧現，得到不同反響的結果[16]。以下是部分私有鏈及聯盟鏈開發項目：
- 德勤和ConsenSys2016年宣布計畫創建一個數位銀行ConsenSys計畫[17]
- R3計畫連接42家銀行分布式分類帳，主要由以太坊, Chain.com, 英特爾和IBM牽頭[18]
- Microsoft Visual Studio正在使Ethereum Solidity語言可供應用程序開發人員使用。[19]
- SafeShare保險提供一項區域鏈為基礎的主打共享經濟的保險，由英國保險巨頭勞合社承保。
- 一家瑞士工業聯盟, 包括瑞士電信, 蘇黎世州銀行和瑞士股票交易所, 以櫃檯買賣為原型的資產交易，基於以太坊科技的區塊鏈。[20]
- Context Labs a 2013 company developing blockchain enabled platforms
- R3區塊鏈聯盟
- Digital Asset Holdings
- Satoshi Citadel Industries
- 方舟私有鏈 Arkblockchain 一個比特幣並行區域鏈項目，特別面向供應鏈、電子商務、物聯網、醫療服務、政務等應用開發的高可信任私有鏈。
- 美國期貨和期權交易所 CME集團於2017年4月11日宣布，正在測試基於區塊鏈的黃金期貨平台的正處於最後測試階段，該區塊鏈是為比特幣提供認證的對等網絡。[21]
物流區塊鏈碰撞
受惠於全球網路與交通的便利，以及物流行業的迅速發展，我們可以在生活中買到各地的產品。區塊鏈的加入，又推進了物流行業的進展，加速實現了智能物流的可能。所謂智能合約就是透過智能化技術，是物流系統可自行推斷、並解決過程中的某些問題。 就像許多行業一樣，物流行業也有訊息兼容、數據互通的問題。而區塊鏈正好能提供一個非常可靠、有效的訊息共享方式。根據區塊鏈不可篡改、去中心化的特性，讓區塊鏈所記錄的訊息具有可信度，若過程中出現問題，也能確定責任歸屬，避免糾紛。區塊鏈的應用，也可以進一步推動 「 物流實名制 」 的落實。 總得來說，區塊鏈的影響了物流業的以下幾點： 物流訊息和貨物的透明安全性 企業效率與成本的平衡 貨物運輸路線與日程安排最佳化 改善小、微企業融資難度
相關影片
資料來源
- ↑ 中本聰 / 比特幣：一種對等網路電子現金系統. (PDF). [2014-03-19]. （原始內容存檔 (PDF)於2014-03-20）.
- ↑ 區塊鏈信息網. [2017-03-05]. （原始內容存檔於2017-05-04）.
- ↑ 區塊鏈時代資產代幣化意味著什麼？讀了你就知道. 新浪. 2017年5月7日 [2017年5月20日]. （原始內容存檔於2017年7月5日）.
- ↑ Raval, Siraj. Decentralized Applications: Harnessing Bitcoin's Blockchain Technology. Oreilly. 2016 [2017-05-23]. （原始內容存檔於2017-05-30）.
- ↑ J.Z. Garrod. The Real World of the Decentralized Autonomous Society. Carleton University, Ottawa, Canada. 2016 [2017-05-24]. （原始內容存檔於2017-07-28）.
- ↑ CFCA -《2018中國電子銀行調查報告》
- ↑ 中時-區塊鏈國家戰略. [2019-10-28]. （原始內容存檔於2019-11-07）.
- ↑ 央行數字貨幣呼之欲出 . [2019-10-28]. （原始內容存檔於2019-08-19）.
- ↑ 總書記關於區塊鏈的講話，你真的看懂了嗎？. 科技日報. 2019-10-27 [2019-10-29]. （原始內容存檔於2019-10-29） （中文（簡體））.
- ↑ 人民日報-習近平發表區塊鏈相關談話. [2019-10-28]. （原始內容存檔於2019-10-28）.
- ↑ 企業該選擇哪種鏈？ —— 公有鏈 vs. 私有鏈 vs. 聯盟鏈. BlockTempo 動區動趨. 2018-12-12 [2019-02-14]. （原始內容存檔於2019-02-14） （Chinese (Taiwan)）.
- ↑ How Ethereum Works. CoinDesk. [2019-02-15]. （原始內容存檔於2019-02-15） （美國英語）.
- ↑ Risberg, James. What Is EOS? | Everything You Should Know. CoinCentral. 2018-10-28 [2019-02-15]. （原始內容存檔於2019-02-15） （美國英語）.
- ↑ O'Connell, Justin. What Are the Use Cases for Private Blockchains? The Experts Weigh In — Bitcoin Magazine. Bitcoin Magazine. [2017-06-17]. （原始內容存檔於2017-06-06）.
- ↑ Subscribe to read. Financial Times. [2017-06-21]. （原始內容存檔於2018-06-14）.
- ↑ 肖風：ICO正扮演區塊鏈與金融結合的核心角色. news.sina.com.cn. [2017-06-17]. （原始內容存檔於2018-06-14）.
- ↑ Allison, Ian. Deloitte to build Ethereum-based 'digital bank' with New York City's ConsenSys. 國際財金時報. 2016-05-03 [2016-11-23]. （原始內容存檔於2016-05-06）.
- ↑ Allison, Ian. R3 connects 11 banks to distributed ledger using Ethereum and Microsoft Azure. 國際財金時報. 2016-01-20 [2016-11-23]. （原始內容存檔於2016-02-23）.
- ↑ Hyperledger blockchain code almost comes together for IoT. rethink-iot.com. 1 April 2016 [18 June 2016]. （原始內容存檔於2016-08-16）.
- ↑ Andrew Quentson (11 September 2016). Swiss Industry Consortium to Use Ethereum’s Blockchain Template:Wayback. cryptocoins news. Retrieved 6 November 2016.
- ↑ CME Group is launching a gold-trading platform inspired by bitcoin. Market Watch. April 11, 2017 [2017-04-11]. （原始內容存檔於2017-04-11）.