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https://www.zhihu.com/question/31112808/answer/50909268

I. Definition - 定義

Wiki: A block chain is a distributed data store that holds a public ledger of transactions for cryptocurrencies, such as bitcoin. This record is enforced cryptographically and hosted on machines running the software. The technology forms the basis of all cryptocurrencies.

區塊鏈是一種分佈式數據存儲模式,也可以說它是儲存加密貨幣(例如比特幣)的交易記錄的「公共賬本」。它的記錄是加密的,被所有運行這個軟件的機器所持有。這項技術構成了所有加密貨幣的基礎。

維基說了那麼長一串還是沒有說清楚區塊鏈到底是什麼,又有什麼用。我在一篇36Kr的文章《未來十年,Blockchain會如何互聯網世界?》中看到了比較好的解釋。為什麼說「區塊鏈不僅只是改變了貨幣在互聯網世界裡的的運作方式,它正在改變互聯網應用的建構方式」呢?這就要引申到Joel Monegro提出的區塊鏈的層疊結構(blockchain stack),如下圖:

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Joel Monegro說這是他所想的10年後的互聯網應用的結構。這個結構中最重要的便是網絡的覆蓋重疊,共享的數據層和協議層。這將顛覆目前互聯網的層疊結構。原文中是這麼說的「在這個新結構裡,更加難以獲得細分化、防禦性和網絡效應。大多數事物將像電子郵件那樣運轉,把你的密碼從一個app帶入另外一個app,你所有的數據和關係都在其中了」。

II. Blockchain的運作原理

Blockchain之所以厲害的原因之一,在於它幾乎沒有交易成本;它也是一種簡單而聰明的方式,能自動將資訊從A地安全傳送到B地。做法是這樣的:啟動交易的一方,先建立一個資訊區塊(block),然後這個區塊會由網路上的幾千部、甚至幾百萬部電腦進行驗證。

通過驗證之後的區塊會被加入一個網路上的鏈結,這個動作除了會建立一份記錄之外,還會有這份記錄的變動歷史;所以,如果有人對一個區塊進行竄改,就等於更動了鏈結上的幾百萬份其他記錄。而要能竄改特定記錄、而又不影響其他資訊,是幾乎不可能的事情。

因為這樣的特性,比特幣採用這個機制來保障金錢交易的安全;但其實除了比特幣之外,同樣的模式還可以套用在許多其他的事情上。

以買火車票為例好了。我們現在透過app或網頁購買車票的時候,信用卡公司會處理付費過程、並且抽取手續費;但如果鐵路公司如果採用blockchain機制,不僅可以節省付給信用卡公司的費用,甚至可以把整個購票系統搬到blockchain上。

在這個案例中,交易雙方分別是鐵路公司和乘客,而一張票就是一個資訊區塊,在交易發生的時候會被加進票券的blockchain。如果乘客買票的金錢交易是透過blockchain進行的,那麼這張票就和比特幣一樣,是一筆獨一無二、可以單獨驗證、而且難以造假的記錄。

而且,最後由這些票券所構成的鏈結,也可以成為某一條路線、甚至整個鐵路網的交易記錄,其中包含了每一張售出的車票、以及每一段有人搭乘過的旅程。

但重點是,blockchain是免費的;它不僅可以轉送或儲存金錢,甚至還可以取代所有靠「處理並抽手續費」生存的商業模式、或是任何現有在雙方之間轉移金錢的方法。

這裡再提供一個例子:提供網上交易中介服務的Fiverr,就是透過抽取交易手續費來營利的;但如果有了blockchain,這類服務就可以免費獲得,而Fiverr也就難以繼續生存了。同樣的道理,其他如拍賣網站、或是交易市集類型的服務商都會岌岌可危。

36kr翻譯自Joel Monegro的文章

III. 區塊鏈的層疊結構(blockchain stack)

這幅圖的基本思想就是:每個長方形條的內容都是去中心化和開源的。我稱之為「共享式的數據層和協議層」。沒有哪個人能夠控制這個系統的任何一部分,而這些部分對所有個人和企業都是開放的。以比特幣為例,區塊鏈就是共享的數據層,而比特幣協議就是一個去中心化的協議,它是共享的協議層的一部分。
在這副圖裡,越往上每一層就越薄,而共享的數據層和協議層在整個層疊結構裡佔了80%的比例。現在的互聯網應用建基於如TCP/IP和HTTP這樣的開放式的去中心化技術之上,但如果你把現在的互聯網應用按照這幅圖描繪出來,去中心化技術只佔15%,因為那些應用基本都不是開放的,而是中心化的。

1.礦工和區塊鏈

每個礦工都是計算機組成的網絡裡的節點,這些計算機構成了一個整體去驗證所有的比特幣交易。在每一筆交易中,算法會以比特幣獎勵他們,因為比特幣在真實世界具有價值,這些機器的操作者就有激勵讓機器保持運作。
區塊鏈就是一個公開賬簿,它存有所有交易的記錄,區塊鏈由礦工去維持,它不是由某一個實體獨家控制的,是對所有人開放的。

2.各種網絡的覆蓋重疊

開發者開始創建與比特幣區塊鏈平行的各種網絡,借由它們去完成比特幣網絡無法完成的任務,但是可以利用區塊鏈,比如去給他們的工作加上時間戳或去確認工作。
比如 Counterparty(它是一個在比特幣網絡裡的免費開放的金融工具平台),比如「側鏈」。無論這些網絡使用何種形式來覆蓋重疊,它們的一個共同點就是它們都與比特幣區塊鏈聯繫在一起,而且它們能從中獲得的網絡效應就是流動性,而不用它們的加密貨幣做輔助程序,或者不用如Ethereum要求的區塊鏈做備選方案。

3.去中心化的協議

感謝區塊鏈,讓我們可以去開發一套開源的、去中心化的協議,還有內置的數據、驗證方式和交易體系,而沒有一個實體可以單獨控制。這正是傳統的軟件業開始瓦解的地方。最佳例子也正是比特幣,我們已經意識到它對貨幣和金融的衝擊。
Ebay、Facebook和Uber之所以很有價值,是因為它們能從網絡效應裡大量獲益,這種網絡效應來自於它們把用戶數據集中在自己手裡,並從交易中獲益。建立在區塊鏈之上的去中心化協議有可能取消每一個單獨的部分,比如說,他們可以創建一個共有的去中心化的數據集合,任何人都能用,並且支持以比特幣為基礎的p2p交易。
事實上,已經有一些很有潛力的團隊正在這麼做,他們正在創造新的協議,有可能讓以上那些公司被顛覆掉。一個例子就是Lazooz,它是一個實時拼車的協議,還有OpenBazaar協議,它支持免費的去中心化p2p市場。

4.開源和商業化的API

一般的開發者難以建立協議,但有機會能讓他們輕鬆搞定。從長期來看這個行業是否會發展良好,這個問題還存在爭議,但是我認為這個行業是整個層級結構裡的重要組成部分。在這些去中心化協議上,讓任何開發者能迅速創建新的應用或實驗至關重要。
這可以是商業化的服務,或是開源項目。這個趨勢的好例子就是 http://Chain.com 的API,還有Coinbase的開源節點工具Toshi。這兩個的目標是一樣的,不過 Chain 是一個商業服務,而Toshi是開源的。

5.應用

這是這個結構圖裡面向用戶的部分。大多數時候,建立在這個基礎上的應用和我們現在的方式是一樣的,就像Coinbase和PayPal的運作方式相似。但對於用戶而言,一個很大的區別就是這些應用是建立在去中心化的協議之上的,每一個應用都可以和其他應用對接,就像不同的email應用和比特幣錢包可以交互操作。
我喜歡這個層級結構的一個地方就是,它從底部逐漸向上成長,最初,我們有礦工、區塊鏈和比特幣,而現在我們在這個基礎上創建了其他事物。我認為,技術中最重要的變革就是以這種方式建立的。

這給開發者、創業者和投資人帶來了一系列有意思的挑戰,因為目前互聯網的層疊結構的價值會被上面這個區塊鏈層級結構商業化。但這個結構最好的地方在於,由於網站轉換率、轉置成本、個體對數據的所有權和市場支配力會降低或者不再存在,用戶會受益更多。

6.更具體的應用

擾亂已被擾亂的產業

即使是最近才興起的Uber或Airbnb,也可能受到blockchain的威脅;您只要將叫車或訂房的交易資訊編碼送出,就可以用這種安全的方式,來擾亂這些才正要開始挑戰傳統經濟的新模式。

換言之,這種新的型態不僅會去除靠佣金賺錢的中間人,甚至會去除那些靠撮合交易來營運的平台。

雖然透過blockchain進行的交易是免手續費的,但服務供應者還是可以在每播放一次影片、或是讀者閱覽一篇文章時,收取例如0.01元的費用;如果我們可以在Facebook或其他app裡面,每讀一篇好文章就付這麼一點點錢,那何必還要花整年的訂閱費用?

重要的是,因為blockchain沒有交易成本,所以無論您怎麼收錢,都不需要擔心第三方服務商收取的費用會侵蝕利潤。舉例來說,雖然我們都知道看一篇文章只收0.01元對讀者不痛不癢、而且可以積少成多,但以現在線上金流的服務的費用而言,這種做法是不可能實現的。

####音樂產業

所以,在不需要唱片公司、也不需要Apple或Spotify這類中介商的blockchain出現之後,或許音樂人又有了新的獲利機會;而使用者購買的歌曲本身,也可以經過編碼之後成為blockchain的一部分,讓這個體系成為已售出歌曲的雲端存檔。

此外,由於收取的費用金額可以很小,所以屬於「訂購」或「串流」之中的哪種類型也就不重要了。

電子書產業

同樣的道理,電子書也是個適用於blockchain的產業;與其讓Amazon抽取利潤、另外還要被信用卡公司再抽一點,不如讓經過編碼的書籍檔案進入鏈結,只要讀者將費用傳送給作者,作者就可以立刻將書解鎖,並且收到讀者用於買書的每一分錢,而不是只有少量的版稅。

如此一來,大家就不再需要像Amazon這樣的市集了,只要有像是Goodreads這樣的新書介紹網站、甚至作者自己的網站就夠了;如果有書評資訊、或是其它關於書籍的外界報導內容,可以一同加入書籍的編碼資訊之中,那就更完善了。

財務管理

在財務管理方面的領域,blockchain的應用優勢會更明顯、而且轉變的速度也更快;包括股市交易、貸款、以及保險業務的形態,都可能因為blockchain的出現而改觀。

一旦這種安全、而且不需要費用的交易型態開始普及,傳統的銀行帳號、以及銀行提供的帳號相關服務,都可能會消失;現有的金融機構型態可能崩解、或是必須徹底轉型。

過去,金融機構存在的基礎是「拿走你財富的一小塊,但提供了推動交易的機制和機會」,但以後的金融專業人士會比較接近「顧問」,而不是「管理員」的角色。將來的證券交易員可能沒辦法再賺佣金,透過買賣價差獲利的行為也會消失。

說得嚴重些,blockchain技術還可能扳倒Google。因為Google大多數營收來自廣告,但如果這個世界上沒有了「交易費用」,可能就沒人需要這種中央控管的廣告型態了;作為廣告用途、其中包含文字和圖片的blockchain(例如前面提到的電子書廣告和購買機制),就能做到現在Google AdWords的所有功能,而且還不必被Google收費。

也就是說,無論是網站主人、或是點按廣告的讀者,都可以把中間發生的利潤放進口袋。如果有其他搜尋引擎能善用這個趨勢、並且從中獲利,或許就是Google走下坡的開始。

電子郵件

Blockchain也可能是電子郵件的終結者。事實上,電子郵件現在已經受到Line和微信這類即時傳訊軟體的威脅(請參閱《席捲而來的通訊革命:對未來數位產業的大膽預測》一文),之後還有Facebook Messenger和WhatsApp在虎視眈眈;跟這些工具相較,電子郵件只能當做一對一溝通的工具。

在blockchain的體系中,用以交換的資訊會經過驗證、編碼、執行、最後成為一筆記錄,儲存在一個不屬於任何人的分散式網路中。透過blockchain來傳遞的「電子郵件」會更安全、甚至可以解決垃圾郵件浮濫的問題;如果寄送郵件的成本極低,或許我們會願意為了更高的安全性付些服務費用。

對於發垃圾信的人而言,對這樣的安全體系寄出幾百萬封郵件,恐怕會是一種不划算的行為。

醫療記錄

另外一個適合的應用,則是在醫療記錄方面;blockchain機制不僅可以用來支付費用給醫師,還可以儲存個人的病歷資料,只要在就診時將資料解鎖即可。

如此一來,無論在全世界哪個地方就診,都可以將完整的個人病歷、生理特徵資料、甚至完整的DNA編碼序列放在安全的blockchain記錄中帶著走,不必依賴諸如保險公司、或是Apple Health之類的資料中心。

教育

教育則是下一個可能應用blockchain的領域。對很多人來說,學校只是用錢(自己的錢、或是納稅人的錢)買文憑的地方,換言之,也是一種交易;既然是交易,當然就可以用上blockchain、並且把學歷和成績都放在記錄之中。

Blockchain的潛力

如果把上面這些應用案例都結合起來,每個人就會有一份完整、獨特、記錄了一生中每一筆交易的永久記錄。或許blockchain不會一下子取代所有銀行或交易處理業務,但可能會取代身分證、護照、指紋、以及其他的生物辨識特徵。由於一筆blockchain記錄在網路上會有數百萬份的分身,所以要去更動造假頗有難度;即使只是試圖更動資料中的一個位元,都會馬上被揪出來。

確實,連比特幣機制都曾經被駭客入侵過,但blockchain從來沒有;比特幣未必會是將來的趨勢,但卻可以說是往blockchain發展的其中一站。雖然blockchain也不可能沒有被駭的考量,但因為它本身就有安全機制,所以未來應該有更多的發展空間。

一般來說,試圖冒名登入某個系統,是駭客最常用的手法之一;但在blockchain系統上,登入動作也是一筆「交易行為」。如果有人想要以冒名方式登入已經採用blockchain的系統,等於試圖更動登錄在數百萬部電腦上的「登入資料鏈」,所以幾乎沒有成功的可能性。在這樣的前提下,像是指紋或瞳孔掃描之類的技術,就不是那麼必要了。

要建立這樣的體系,或許必須先讓電腦系統大幅提升運算能力,但筆者認為這個問題不大;因為量子運算(Quantum computing)科技正好可以派上用場。未來將會有一些專屬的電腦系統,能以現在難以想像的速度來管理blockchain。

在我的想像中,很少有任何產業、處理方式、或是技術不會受到blockchain觀念的影響;也因為如此,筆者認為它是自從Internet問世以來最有趣、也最具破壞力的發明。它有能力侵蝕政府的威權、但也有可能成為行政體系的利器。

因為,每位國民和政府之間的互動,從開立出生證明開始,一直到房地產所有權的轉移,技術上都可以視為是一筆一筆的交易;而這些交易都可以透過blockchain機制來簡化和保護。

將來的無限可能

由於每一筆交易資訊都和它本身的變動歷史連結、並且透過幾百萬部電腦來驗證,所以來自現有交易模式的信用問題都可以獲得解決。我想,即使是它的發明者也沒有想到,blockchain之後會有這麼廣泛的應用可能。

blockchain技術雖然道理並不複雜,但卻擁有能阻止許多貪腐和犯罪行為的潛力,甚至讓政府的監管沒有用武之地。即使是非匿名的個人資料,也會比現在的護照之類證件安全;有心人士想要竄改金錢資料也很困難,因為在blockchain體系之中,你曾經持有過的每一個銅板、每一張鈔票都會有歷史紀錄,而且記錄會永遠跟隨著你。

短期來說,blockchain必定會對金融產業帶來衝擊,然後逐漸取代以收取交易費用營利的商業模式。然而,由於它可以用來為任何交易加密,所以不僅有潛力成為第一種「全球貨幣」,更可能成為一種世界通用的交易資料儲存方式。

一旦我們瞭解了blockchain在經濟和資訊安全方面的無限潛能,相信會有更多的專家想出其他更有意義的應用方式。

總的來說,區塊鏈提供了一個規模化的共識機制。

Reference

未來十年,Blockchain會如何互聯網世界? http://36kr.com/p/217292.html
Joel Monegro
Block chain (database): https://en.wikipedia.org/wiki/Blockchain_(database)
http://rocket.cafe/talks/58431
https://blockchain.info/

Development

https://github.com/ethereum/solidity
https://github.com/hundsun/blockchain

Demo

https://github.com/FireWalkerX/BlockChain
https://github.com/dprophet/blockchain_use_cases/blob/master/USE%20CASE%20story.md