什麼是區塊鏈？
區塊鍊是計算機網絡節點之間共享的 分佈式數據庫或分類賬。它們以其在加密貨幣系統中維護安全和去中心化的交易記錄的關鍵作用而聞名，但它們並不限於加密貨幣用途。任何行業中的數據都是不可變的——該術語用於描述無法更改的情況。
因為無法更改區塊，所以唯一需要的信任是用戶或程序輸入數據的地方。這方面減少了對受信任第三方的需求，這些第三方通常是審計員或其他增加成本和犯錯誤的人。
自 2009 年比特幣推出以來，通過創建各種加密貨幣、去中心化金融 (DeFi) 應用、不可替代代幣 (NFT) 和智能合約，區塊鏈的使用呈爆炸式增長。
要點
- 區塊鍊是一種共享數據庫，其存儲信息的方式與典型數據庫不同；區塊鏈將數據存儲在通過密碼學鏈接在一起的塊中。
- 不同類型的信息可以存儲在區塊鏈上，但交易最常見的用途是作為分類賬。
- 就比特幣而言，區塊鍊是去中心化的，因此沒有任何個人或團體擁有控制權，相反，所有用戶共同保留控制權。
- 去中心化的區塊鍊是不可變的，這意味著輸入的數據是不可逆的，對於比特幣來說，交易是永久記錄的，任何人都可以查看。
什麼是區塊鏈？
區塊鏈如何運作？
你可能熟悉電子表格或數據庫，區塊鏈有點類似，因為它是一個輸入和存儲信息的數據庫。
區塊鏈由稱為腳本的程序組成，這些程序執行您通常在數據庫中執行的任務：輸入和訪問信息並將其保存和存儲在某個地方……它是有效的。
區塊鏈收集交易信息並將其輸入到一個塊中，就像電子表格中包含信息的單元格一樣。一旦填滿，信息就會通過加密算法運行，該算法會創建一個稱為哈希的十六進制數字。
然後將哈希值輸入到下面的塊頭中，並使用塊中的其他信息進行加密。
交易流程
交易遵循特定的流程，具體取決於它們發生的區塊鏈。例如，在比特幣的區塊鏈上，如果您使用加密貨幣錢包（為區塊鏈提供接口的應用程序）發起交易，它將啟動一系列事件。
在比特幣中，您的交易被發送到內存池，在那裡它被存儲並排隊，直到礦工或驗證器拾取它。一旦它進入一個塊並且該塊填滿了交易，它就會被關閉並使用加密技術進行加密算法，然後，挖礦開始。
整個網絡同時工作，試圖“解決”哈希問題。
每個礦工都以零隨機數開始，該隨機數被附加到隨機生成的哈希值中。如果該數字不等於或小於目標哈希值，則將值1 添加到隨機數中，並生成一個新的塊哈希值。這一直持續到礦工生成有效的哈希值，贏得比賽並獲得獎勵。
生成隨機哈希值直到找到特定值，這就是您經常聽到的“工作量證明”——它“證明”礦工完成了工作，需要大量的計算能力和能量。
一旦一個區塊被關閉，一筆交易就完成了。但是，只有在其他五個區塊被驗證之前，該區塊才被視為已被確認。確認需要網絡大約一個小時才能完成，因為每個區塊平均需要不到10 分鐘（第一個區塊）。包含您的交易的區塊和後續的五個區塊乘以 10 大約等於 60 分鐘）。
並非所有區塊鏈都遵循這一過程。例如，以太坊網絡從所有抵押以太幣的用戶中隨機選擇一個驗證者來驗證區塊，然後由網絡確認。這比比特幣的過程更快、能耗更低。
區塊鏈去中心化
區塊鏈允許數據庫中的數據分佈在不同位置的多個網絡節點（運行區塊鏈軟件的計算機或設備）中。在數據庫的一個實例上更改記錄，其他節點將阻止這種情況發生。
由於這種分佈以及工作已完成的加密證明，信息和歷史記錄（例如加密貨幣中的交易）是不可逆轉的。這樣的記錄可以是交易列表（例如加密貨幣中的交易），但也有可能區塊鏈可以保存各種其他信息，例如法律合同、國家身份證明或公司庫存。
區塊鏈透明度
由於比特幣區塊鏈的分散性，所有交易都可以通過擁有個人節點或使用允許任何人實時查看交易的區塊鏈瀏覽器來透明地查看。每個節點都有自己的鏈副本，該副本會更新為新塊已確認並添加。這意味著，如果您願意，您可以跟踪比特幣，無論它走到哪裡。
例如，過去交易所曾遭到黑客攻擊，導致大量加密貨幣丟失。雖然黑客可能是匿名的（除了他們的錢包地址），但他們提取的加密貨幣很容易追踪，因為錢包地址發佈在區塊鏈。
當然，存儲在比特幣區塊鏈（以及大多數其他區塊鏈）中的記錄是加密的。
區塊鏈安全嗎？
區塊鏈技術通過多種方式實現了去中心化的安全和信任。首先，新的區塊總是按時間順序線性存儲。也就是說，它們總是被添加到區塊鏈的“末尾”。在區塊鏈中，之前的區塊無法更改。
任何數據的更改都會更改其所在塊的哈希值。因為每個塊都包含前一個塊的哈希值，所以其中一個數據的更改將更改後續塊。網絡將拒絕更改的塊，因為哈希值不匹配。
並非所有區塊鏈都是 100% 堅不可摧的。它們是分佈式賬本，使用代碼來創建其眾所周知的安全級別。如果編碼中存在漏洞，它們就可以被利用。
例如，假設一名黑客在區塊鍊網絡上運行一個節點，想要更改區塊鏈並從其他人那裡竊取加密貨幣。如果他們要更改其副本，他們必須讓其他節點相信他們的副本是有效的。
他們需要控制大部分網絡才能做到這一點，並在正確的時刻插入它。這被稱為 51% 攻擊，因為您需要控制超過 50% 的網絡才能嘗試進行攻擊。
在這種類型的攻擊中，時機就是一切——當黑客採取任何行動時，網絡很可能已經越過他們試圖改變的區塊。這是因為這些網絡哈希的速度非常快—— 2023 年4 月21日，比特幣網絡的哈希率為每秒348.1 exahash（18 個零）。
比特幣與區塊鏈
區塊鏈技術於1991 年由Stuart Haber 和W. Scott Stornetta 兩位研究人員首次提出，他們希望實現一個文檔時間戳無法篡改的系統。但直到近二十年後，隨著比特幣的推出，區塊鏈技術才得以實現。 2009 年 1 月，該區塊鏈有了第一個實際應用。
比特幣協議建立在區塊鏈之上。在一篇介紹該數字貨幣的研究論文中，比特幣的匿名創建者中本聰將其稱為“一種完全點對點、無需可信第三方的新型電子現金系統”。
要理解的關鍵是，比特幣使用區塊鏈作為透明記錄各方之間支付或其他交易的分類賬的手段。
區塊鏈
區塊鏈可用於永久記錄任意數量的數據點。這可以是交易、選舉投票、產品庫存、國家身份、房屋契約等形式。
目前，數以萬計的項目正在尋求以各種方式實施區塊鏈，以幫助社會，而不僅僅是記錄交易，例如，作為在民主選舉中安全投票的一種方式。
區塊鏈的不變性意味著欺詐性投票將變得更加困難。例如，投票系統可以讓每個國家的公民獲得單一的加密貨幣或代幣。
然後，每個候選人都會獲得一個特定的錢包地址，選民將他們的代幣或加密貨幣發送到他們希望投票的任何候選人的地址。區塊鏈的透明和可追踪性質將消除人工計票的需要，並且不良行為者篡改實體選票的能力。
區塊鏈與銀行
區塊鏈被譽為金融領域的顛覆力量，特別是在支付和銀行業務方面。
為了了解銀行與區塊鏈有何不同，讓我們將銀行系統與比特幣的區塊鏈實施進行比較。
區塊鏈如何使用？
正如我們現在所知，比特幣區塊鏈上的區塊存儲交易數據。如今，超過23,000 個其他加密貨幣系統正在區塊鏈上運行。但事實證明，區塊鍊是存儲其他類型交易數據的可靠方式。
一些嘗試區塊鏈的公司包括沃爾瑪、輝瑞、AIG、西門子和聯合利華等。例如，IBM 創建了 Food Trust 區塊鏈來追踪食品到達其所在地的旅程4 。
為什麼要這樣做？食品行業已經見證了無數大腸桿菌、沙門氏菌和李斯特菌的爆發；在某些情況下，有害物質被意外引入食品中。導致人們因食用食物而生病。
使用區塊鏈可以讓品牌跟踪食品從原產地、經過每個停靠站到交付的路線。不僅如此，這些公司現在還可以看到它可能接觸過的所有其他東西，從而識別問題這是區塊鏈實踐的一個例子，但也存在許多其他形式的區塊鏈實施。
銀行和金融
也許沒有哪個行業比銀行業更能從將區塊鏈融入其業務運營中受益。金融機構僅在營業時間運營，通常每週五天。這意味著，如果您嘗試在周五下午6 點存入支票，您可能會等到週一早上才能看到錢存入您的帳戶。
即使您在營業時間內存款，由於銀行需要結算的交易量巨大，交易仍然可能需要一到三天的時間來驗證。而區塊鏈則從不休息。
通過將區塊鏈集成到銀行中，消費者可能會看到他們的交易在幾分鐘或幾秒鐘內得到處理——這是向區塊鏈添加一個區塊所需的時間，無論假期或一天或一周的時間如何。機構之間的資金更加快速和安全。由於涉及的金額巨大，即使資金在途的幾天也可能給銀行帶來巨大的成本和風險。
股票交易者的結算和清算過程可能需要長達三天的時間（如果進行國際交易，則需要更長的時間），這意味著資金和股票在此期間被凍結。區塊鏈可以大大減少該時間。
貨幣
區塊鏈構成了比特幣等加密貨幣的基礎。美元由美聯儲控制。在這種中央權威體系下，用戶的數據和貨幣在技術上取決於銀行或政府的意願。私人信息面臨風險。
如果客戶的銀行倒閉或者客戶生活在一個政府不穩定的國家，他們的貨幣價值可能會面臨風險。2008 年，幾家破產的銀行得到了救助——部分使用的是納稅人的錢。這些都是比特幣所擺脫的擔憂最初被構思和開發。
區塊鏈還可以為那些貨幣或金融基礎設施不穩定的國家的人們提供更穩定的貨幣和金融體系。他們將能夠獲得更多的應用程序以及更廣泛的個人和機構網絡，可以與他們開展國內和國際業務。
通過將其操作分散在計算機網絡上，區塊鏈允許比特幣和其他加密貨幣在不需要中央機構的情況下運行。
使用加密貨幣錢包作為儲蓄賬戶或作為支付手段對於那些沒有國家身份證明的人來說意義尤其深遠。一些國家可能飽受戰爭蹂躪或政府缺乏任何真正的身份識別基礎設施。這些國家的公民可能無法使用儲蓄或經紀賬戶——因此，沒有辦法安全地儲存財富。
衛生保健
醫療保健提供者可以利用區塊鏈安全地存儲患者的醫療記錄。當醫療記錄生成並簽名後，可以將其寫入區塊鏈，這為患者提供了記錄無法更改的證據和信心。可以編碼並用私鑰存儲在區塊鏈上，只有特定個人才能訪問，從而確保隱私。
財產記錄
如果您曾經在當地記錄辦公室待過，您就會知道記錄產權既繁重又低效。如今，實體契約必須交付給當地記錄辦公室的政府僱員，並在那里手動輸入到記錄中。縣的中央數據庫和公共索引。
這個過程不僅成本高昂且耗時，而且還容易出現人為錯誤，每次錯誤都會導致追踪財產所有權的效率降低。區塊鏈有可能消除掃描文檔和在本地記錄辦公室追踪物理文件的需要如果財產所有權在區塊鏈上存儲和驗證，業主可以相信他們的契約是準確的並永久記錄的。
在飽受戰爭蹂躪的國家或地區，幾乎沒有政府或金融基礎設施，也沒有記錄辦公室，證明財產所有權幾乎是不可能的。如果生活在這樣一個地區的一群人可以利用區塊鏈，那麼財產所有權的透明和清晰的時間表可以成立。
智能合約
智能合約是可以內置到區塊鏈中以促進合約協議的計算機代碼。智能合約在用戶同意的一組條件下運行。
舉例來說，假設一個潛在租戶想要使用智能合約租賃一套公寓。房東同意在租戶支付押金後立即向租戶提供公寓的門禁密碼。當租戶支付押金時，房東會立即向租戶提供門禁密碼。如果未支付租金或滿足其他條件，它還可以通過編程來更改代碼。
供應鏈
正如IBM Food Trust 的例子一樣，供應商可以使用區塊鏈來記錄他們購買的材料的來源。這將使公司不僅可以驗證其產品的真實性，還可以驗證“有機”、“本地”、“有機”等常見標籤的真實性。和“公平貿易”。
據《福布斯》報導，食品行業越來越多地採用區塊鏈來跟踪食品在從農場到用戶的整個過程中的路徑和安全性。
表決
如上所述，區塊鏈可以促進現代投票系統的發展，利用區塊鏈投票有可能消除選舉欺詐並提高選民投票率，正如 2018 年 11 月西弗吉尼亞州中期選舉所測試的那樣。
以這種方式使用區塊鏈將使選票幾乎不可能被篡改。區塊鏈協議還將保持選舉過程的透明度，減少進行選舉所需的人員，並為官員提供近乎即時的結果。任何對欺詐可能威脅選舉結果的真正擔憂選舉。
區塊鏈的優點和缺點
儘管其複雜性，區塊鏈作為一種去中心化記錄保存形式的潛力幾乎是無限的。從更大的用戶隱私和更高的安全性到更低的處理費用和更少的錯誤，區塊鏈技術很可能會看到超出上述範圍的應用。一些缺點。
優點
- 通過消除驗證中的人工參與來提高準確性
- 通過消除第三方驗證降低成本
- 去中心化使得篡改變得更加困難
- 交易安全、私密、高效
- 透明技術
- 為政府不穩定或不發達的國家的公民提供銀行替代方案和保護個人信息的方法
缺點
- 與某些區塊鏈相關的巨大技術成本
- 每秒交易量低
- 用於非法活動的歷史，例如在暗網上
- 監管因司法管轄區而異且仍不確定
- 數據存儲限制
區塊鏈的好處
鏈條精度
區塊鍊網絡上的交易得到數千台計算機和設備的批准。這將幾乎所有人從驗證過程中刪除，從而減少人為錯誤並準確記錄信息。即使網絡上的計算機犯了計算錯誤，該錯誤只會出現在區塊鏈的一份副本上，而不會被網絡的其餘部分所接受。
降低成本
通常，消費者向銀行付款以驗證交易或向公證人付款以簽署文件。區塊鏈消除了第三方驗證的需要，以及隨之而來的相關成本。例如，企業主在接受信貸時需要支付少量費用卡支付，因為銀行和支付處理公司必須處理這些交易。另一方面，比特幣沒有中央機構，交易費用也有限。
去中心化
區塊鏈不會在中央位置存儲任何信息。相反，區塊鏈被複製並傳播到計算機網絡中。每當將新塊添加到區塊鏈時，網絡上的每台計算機都會更新其區塊鏈以反映更改。
通過在網絡上傳播該信息，而不是將其存儲在一個中央數據庫中，區塊鏈變得更難以篡改。
高效交易
通過中央機構進行的交易可能需要幾天的時間才能結算。例如，如果您嘗試在周五晚上存入支票，則可能要到週一早上才能真正看到帳戶中的資金。金融機構在營業時間運營，通常每週5 天，但區塊鏈每天24 小時、每週7 天、每年365 天都可以工作。
在某些區塊鏈上，交易可以在幾分鐘內完成，並且只需幾分鐘就可以被認為是安全的。這對於跨境交易特別有用，因為時區問題以及各方必須確認支付處理的事實，跨境交易通常需要更長的時間。
私人交易
許多區塊鍊網絡作為公共數據庫運行，這意味著任何具有互聯網連接的人都可以查看網絡交易歷史列表。儘管用戶可以訪問交易詳細信息，但他們無法訪問有關進行這些交易的用戶的識別信息。像比特幣這樣的網絡是完全匿名的；他們實際上是假名的，因為如果信息洩露的話，有一個可以與用戶關聯的可見地址。
安全交易
一筆交易一旦被記錄，其真實性必須得到區塊鍊網絡的驗證，交易驗證通過後，被添加到區塊鏈區塊中，區塊鏈上的每個區塊都包含其唯一的哈希值以及它之前的區塊的唯一哈希值，一旦網絡確認，這些區塊就無法更改。
透明度
大多數區塊鏈都是完全開源軟件。這意味著每個人都可以查看其代碼。這使審計員能夠審查比特幣等加密貨幣的安全性。因此，任何人都可以建議對系統進行更改或升級。如果大多數人同意的網絡用戶一致認為升級後的新版本代碼是健全且值得的，那麼比特幣就可以更新。
為無銀行賬戶的人提供銀行服務
也許區塊鍊和加密貨幣最深刻的方面是任何人都可以使用它，無論種族、性別、地點或文化背景如何。根據世界銀行的數據，估計有13 億成年人沒有銀行賬戶或任何方式來使用它。 此外，幾乎所有這些人都生活在發展中國家，那裡的經濟還處於起步階段，完全依賴現金
這些人通常以實物現金支付。然後，他們需要將這些實物現金存儲在家里或其他地方的隱蔽位置，從而激勵搶劫或暴力。雖然並非不可能盜竊，但加密貨幣使潛在的小偷變得更加困難。
未來的區塊鏈也在尋找解決方案，不僅可以作為財富存儲的記賬單位，還可以存儲醫療記錄、產權和各種其他法律合同。
區塊鏈的缺點
技術成本
雖然區塊鏈可以為用戶節省交易費用，但該技術遠非免費。例如，比特幣網絡驗證交易的工作量證明系統會消耗大量的計算能力。在現實世界中，數百萬人消耗的能源比特幣網絡上的設備數量超過了巴基斯坦每年的消耗量。8
這些問題的一些解決方案已經開始出現，例如，比特幣礦場已經建立起來，以使用太陽能、水力壓裂現場的多余天然氣或風電場的能源。
速度和數據效率低下
比特幣是區塊鏈可能存在的低效率問題的完美案例。比特幣的PoW 系統大約需要10 分鐘才能將新區塊添加到區塊鏈中。按照這個速度，估計區塊鍊網絡每秒只能管理大約3 個交易（TPS） 9儘管其他加密貨幣（例如以太坊）的性能比比特幣更好，但區塊鏈仍然限制它們。傳統品牌 Visa 可以處理65,000 TPS。10
這個問題的解決方案已經開發了多年。目前有超過 30,000 TPS 的區塊鏈。11以太坊主網和信標鏈之間的合併（2022 年 9 月 15 日）預計在推出後將允許高達 100,000 TPS進行了一系列升級，其中包括分片——數據庫的分割，以便更多設備（手機、平板電腦和筆記本電腦）可以運行以太坊。這預計將增加網絡參與度、減少擁塞並提高交易速度。12
另一個問題是每個區塊只能容納一定數量的數據，區塊大小的爭論一直是並將繼續成為影響區塊鏈未來可擴展性的最緊迫問題之一。
非法活動
雖然區塊鍊網絡的機密性可以保護用戶免受黑客攻擊並保護隱私，但它也允許在區塊鍊網絡上進行非法交易和活動。區塊鏈被用於非法交易的最常被引用的例子可能是絲綢之路，這是一個非法的在線暗網-。
暗網允許用戶使用Tor 瀏覽器在不被追踪的情況下買賣非法商品，並以比特幣或其他加密貨幣進行非法購買。這與美國法規形成鮮明對比，美國法規要求金融服務提供商在以下情況下獲取有關其客戶的信息：他們開設賬戶，並應驗證每個客戶的身份，並確認他們沒有出現在任何已知或可疑的恐怖組織名單中14 。
2022 年，非法活動僅佔所有加密貨幣交易的 0.24% 。 15
這個系統既可以被視為優點，也可以被視為缺點。它讓任何人都可以訪問金融賬戶，但讓犯罪分子更容易進行交易。許多人認為，加密貨幣的良好用途，例如為沒有銀行賬戶的世界提供銀行服務，勝過加密貨幣的不良用途加密貨幣，尤其是當大多數非法活動仍然通過無法追踪的現金完成時。
規定
加密貨幣領域的許多人對政府對加密貨幣的監管表示擔憂。
隨著 PayPal 等大公司開始允許客戶在其電子商務平台上使用加密貨幣，這種擔憂隨著時間的推移而逐漸減弱。
簡單來說什麼是區塊鏈？
簡單來說，區塊鍊是一個共享數據庫或賬本，數據存儲在稱為區塊的數據結構中，每個網絡節點都有整個數據庫的副本，安全性得到保證，因為如果有人嘗試這種改變，大多數人都不會接受編輯或刪除一份分類帳副本中的條目。
有多少個區塊鏈？
活躍區塊鏈的數量每天都在以不斷增長的速度增長。截至 2023 年，基於區塊鏈的活躍加密貨幣有超過 23,000 種，還有數百種非加密貨幣區塊鏈16 。
私有鍊和公共區塊鏈有什麼區別？
公共區塊鏈，也稱為開放或無需許可的區塊鏈，是任何人都可以自由加入網絡並建立節點的區塊鏈。由於其開放性，這些區塊鏈必須通過密碼學和工作量證明（PoW）等共識系統來保護。 ). 另一方面，私有或許可的區塊鏈要求每個節點在加入之前都得到批准。
底線
隨著該技術的許多實際應用已經得到實施和探索，區塊鏈終於在很大程度上因為比特幣和加密貨幣而聲名鵲起。作為全國每個投資者口中的流行詞，區塊鏈代表著商業和商業政府運作更加準確、高效、安全、廉價，中間商更少。
當我們進入區塊鏈的第三個十年時，問題不再是傳統公司是否會趕上這項技術，而是時間問題。今天，我們看到NFT 的激增和資產的代幣化。未來幾十年將事實證明，這是區塊鏈的一個重要增長時期。
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