一文讀懂什么是區(qū)塊鏈?如何運(yùn)作?如何選擇區(qū)塊鏈
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N紀(jì)錄資料的技術(shù),如同一個(gè)「分布式帳本」,隨著越來越多應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn),開始出現(xiàn)公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈等分類,他們是什么?又有什么特色?
什么是區(qū)塊鏈?
究竟什么是區(qū)塊鏈(Blockchain)?區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N紀(jì)錄資料的技術(shù),如同一個(gè)「分布式帳本」,具有去中心化(Decentralized)、公開透明(Transparency)、不可篡改(Immutability)、可防范惡意攻擊等特色。
在舊有的金融體系中,若交易由中心化機(jī)構(gòu)掌管,交易紀(jì)錄被攻擊、篡改的可能性也相對(duì)高。藉由分散式帳本技術(shù),若交易紀(jì)錄需被變更,需要由超過半數(shù)(51%)電腦驗(yàn)證該交易紀(jì)錄是假交易紀(jì)錄,才有可能更動(dòng)。
分散式帳本技術(shù)被稱為「區(qū)塊鏈技術(shù)」,交易紀(jì)錄會(huì)依時(shí)間順序,被統(tǒng)一記在「區(qū)塊(Block)」上,「區(qū)塊」像是透明的保險(xiǎn)箱,用密碼保護(hù)紀(jì)錄下來的資料,這些區(qū)塊以密碼學(xué)加密上鎖,所以任何人都可以查看,卻無法隨意竄改。
各個(gè)區(qū)塊連在一起形成「鏈(Chain)」,扮演著鏈結(jié)與排序的作用,讓使用者在讀取資料時(shí),能夠依據(jù)區(qū)塊順序,得知資料寫入的時(shí)間排序,區(qū)塊鏈也被視為第三代互聯(lián)網(wǎng)(Web3)背后的重要技術(shù)。
區(qū)塊鏈如何運(yùn)作?
在區(qū)塊鏈的系統(tǒng)中,需要使用者共同紀(jì)錄每筆交易到帳本上,負(fù)責(zé)驗(yàn)證、紀(jì)錄交易的電腦稱為節(jié)點(diǎn)(node),當(dāng)新的交易紀(jì)錄被記在其中一個(gè)帳本上時(shí),其他節(jié)點(diǎn)也需要對(duì)交易進(jìn)行驗(yàn)證,并同步更新其帳本副本,這個(gè)同步的過程也被稱為「共識(shí)(Consensus)」。
為了鼓勵(lì)大家協(xié)助記帳,區(qū)塊鏈上也設(shè)計(jì)了獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,幫忙驗(yàn)證區(qū)塊上資料、維護(hù)共同總帳(記帳)的人稱為礦工(miner),礦工在搶奪記帳權(quán)的過程就是挖礦(mining),搶到記帳權(quán)的礦工,就可以獲得加密貨幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。
以「比特幣區(qū)塊鏈」作為例,假設(shè)今天A支付比特幣給B,當(dāng)A發(fā)起交易,這段交易就會(huì)被廣播到比特幣區(qū)塊鏈上。這時(shí),所有礦工(節(jié)點(diǎn))就會(huì)一起驗(yàn)證這段交易的真實(shí)性。如果驗(yàn)證成功,那交易紀(jì)錄就會(huì)被編寫進(jìn)新的區(qū)塊中,成為比特幣區(qū)塊鏈中的一部分。而第一位驗(yàn)證成功并編寫這個(gè)新區(qū)塊的人,就會(huì)獲得一定量的比特幣作為回報(bào)。
一次搞懂三大區(qū)塊鏈種類
區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)有上百條區(qū)塊鏈被創(chuàng)造出來,可以大致區(qū)分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈三大類型。
公有鏈 | 私有鏈 | 聯(lián)盟鏈 | |
---|---|---|---|
中心化程度 | 去中心化 | 部分中心化(強(qiáng)) | 部分中心化(弱) |
節(jié)點(diǎn)組成 | 任何節(jié)點(diǎn) | 特定組織或機(jī)構(gòu) | 多個(gè)組織或機(jī)構(gòu) |
節(jié)點(diǎn)記帳權(quán)限 | 無須許可均可參與 | 獲得許可之節(jié)點(diǎn)(私有鏈所有者) | 獲得許可之節(jié)點(diǎn)(聯(lián)盟成員協(xié)商) |
節(jié)點(diǎn)讀取權(quán)限 | 無須許可均可參與 | 限受邀之節(jié)點(diǎn) | 相關(guān)聯(lián)之節(jié)點(diǎn) |
共識(shí)過程 | 無須許可且匿名 | 須許可且身分已知 | 須許可且身分已知 |
激勵(lì)機(jī)制 | 須有激勵(lì)機(jī)制 | 不須激勵(lì)機(jī)制 | 視組態(tài)可選擇 |
資料被竄改可能性 | 低 | 較高 | 較高 |
交易輸送速度 | 慢 | 快 | 快 |
效率與成本 | 效率低且成本高 | 效率高而成本較低 | 效率高而成本較低 |
典型案例 | 比特幣、以太坊 | Quorom | R3、Hyperledger |
公有鏈
公有鏈(Public Blockchain)是公開且大眾都可以參與的區(qū)塊鏈,前述的比特幣是最典型的公有鏈,此外以太坊、Solana也是屬于公有鏈。
任何人都能參與公有鏈系統(tǒng)的共識(shí)過程(Consensus),成為系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn),并自由地加入與退出,公有鏈上所有數(shù)據(jù)記錄皆公開、透明,是不受中心機(jī)構(gòu)控制的區(qū)塊鏈,并有以下四大特點(diǎn)。
1. 去中心化:鏈上使用者的權(quán)益,不受任何機(jī)構(gòu)控制,人人都能讀取數(shù)據(jù)、進(jìn)行交易,并進(jìn)行有效性的確認(rèn)。2. 交易數(shù)據(jù)公開透明:鏈上的所有交易紀(jì)錄,都可以透過區(qū)塊鏈瀏覽器查詢,每位參與者都能看到所有帳戶的余額和交易活動(dòng)。3. 數(shù)據(jù)難以被竄改:公有鏈的數(shù)據(jù)經(jīng)過共識(shí)過程被加到區(qū)塊鏈后,同時(shí)被所有的節(jié)點(diǎn)共同記錄,并透過密碼學(xué)保證前后互相關(guān)聯(lián),竄改難度與成本高。4. 運(yùn)算效率較差:公有鏈的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過所有節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)才能被添加到區(qū)塊鏈上,因此效率比較差。
私有鏈
當(dāng)越來越多人開始探索如何把區(qū)塊鏈用在更多場(chǎng)景時(shí),便開始出現(xiàn)組織化的想法,例如將節(jié)點(diǎn)減少、也不需要挖礦的做法,兼顧區(qū)塊鏈可信任、可追溯的特性,同時(shí)透過較少節(jié)點(diǎn)、較高效率達(dá)成共識(shí)機(jī)制,于是私有鏈就誕生了。
私有鏈(Private Chain)只開放給特定人使用,獲得授權(quán)的人,才能成為私有鏈的節(jié)點(diǎn)。摩根大通集團(tuán)(JP Morgan)推出的Quorom是私有鏈的經(jīng)典案例。
私有鏈需要預(yù)先指定幾個(gè)節(jié)點(diǎn)為「記帳人」,鏈上的共識(shí)過程由所有記帳人控制,記帳人擁有記帳權(quán),而其他節(jié)點(diǎn)可以交易,但是沒有記帳權(quán),在權(quán)限方面有明確的層次結(jié)構(gòu),因此,這類區(qū)塊鏈被認(rèn)為是「部分去中心化」,私有鏈有五大特點(diǎn)。
- 數(shù)據(jù)運(yùn)算效率佳:由于權(quán)限掌握在特定的人或組織手中,私有鏈的記帳和交易速度都比公有鏈快上許多。
- 數(shù)據(jù)隱私性較高。
- 若有問題可以透過人工處理,例如找記帳人進(jìn)行修復(fù)。
- 握有權(quán)限的人可以修改交易規(guī)則。
- 部分去中心化的屬性,更像是一個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用范圍有限。
聯(lián)盟鏈
私有鏈適用于企業(yè)與組織,運(yùn)用于內(nèi)部的企業(yè)管理、財(cái)務(wù)審計(jì),銀行清結(jié)算等。更進(jìn)一步,聯(lián)盟鏈(Consortium Blockchain)讓同性質(zhì)的企業(yè)、組織之間的價(jià)值交流成本降低,同時(shí)也提升流通效率。
聯(lián)盟鏈(Consortium Blockchain)在讀寫權(quán)、記帳權(quán)與共識(shí)過程上,與私有鏈一樣都是有所限制,并且由預(yù)選的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)(組織)所控制。因此,聯(lián)盟鏈也一樣具有成本較低、效率較高、數(shù)據(jù)安全性較高的特點(diǎn)。在某種程度上,聯(lián)盟鏈也屬于私有鏈的一種。
聯(lián)盟鏈與私有鏈最大的不同在于,聯(lián)盟鏈?zhǔn)菫椤嘎?lián)盟」服務(wù)的,比如為一個(gè)專屬產(chǎn)業(yè)服務(wù);而私有鏈則是為組織服務(wù),比如為一家公司內(nèi)部服務(wù)。
聯(lián)盟鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn),通常有對(duì)應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu),只有得到聯(lián)盟的批準(zhǔn)才能加入或退出系統(tǒng),適用于不同實(shí)體組織之間的B2B交易。
舉例來說, A銀行開發(fā)一個(gè)基于聯(lián)盟鏈的系統(tǒng)后,其他14家銀行也可以作為聯(lián)盟成員,加入這個(gè)系統(tǒng),每間銀行成為其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)并獲得相對(duì)應(yīng)的授權(quán),得以即時(shí)和不同銀行進(jìn)行支付、結(jié)算、清算,大幅減少人工參與,提升效率也降低成本。
2015年成立的「R3 區(qū)塊鏈聯(lián)盟」是典型的聯(lián)盟鏈,目前已經(jīng)有數(shù)十家國(guó)際銀行和金融機(jī)構(gòu)加入,包括摩根大通集團(tuán)、高盛集團(tuán)、花旗銀行、瑞士銀行等。
如何選擇區(qū)塊鏈?
不論是哪一種區(qū)塊鏈,都是分散的對(duì)等網(wǎng)絡(luò),也就是說,從區(qū)塊鏈本身架構(gòu)和屬性的角度來看,無論在公有鏈、私有鏈或其他公共分布式帳本平臺(tái)上,都有著不可竄改、去中心、效率提升的特點(diǎn),只是程度上的不同。區(qū)別主要在于:誰被允許參與網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行共識(shí)過程和維護(hù)分類帳本。
區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景越來越多元,從個(gè)人投資到企業(yè)經(jīng)營(yíng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)盟,以及跨國(guó)非營(yíng)利組織與政府單位的治理等等,也推進(jìn)了區(qū)塊鏈的新技術(shù)與新興區(qū)塊鏈類型的產(chǎn)生。
個(gè)人、企業(yè)或組織可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)的匿名性、開放參與的程度,以及自身與個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系等等面向,作為權(quán)衡的考量,依照自己的需求場(chǎng)景,去選擇合適的區(qū)塊鏈進(jìn)行交易,或者是開發(fā)、導(dǎo)入。
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