什麼是區塊鏈？
區塊鏈是一種特別的資料庫，資料僅能被加入（不能移除或改變）。區塊鏈由許多區塊串起成鏈的方式構成 ，這些就是我們所說的加進到資料庫的資訊塊。每個區塊都有一個指標，指向上一個區塊，一般來說包括交易訊息、時間戳記與其他元數據，來確認它是有效的。由於它的鏈接方式，其中的條目是無法被編輯、刪除或是改變的，如果試圖改變，它將會使得跟隨其後的所有區塊無效。
區塊鏈如何運作？
區塊鏈興起是因為它讓用戶一起合作維護共享的真相來源，而且不需要彼此信任對方。有了分布式網路，沒有特定一方可以挾持一個健全的區塊鏈。
要運行且獨立驗證區塊鏈的狀態，用戶必須下載特定軟體。一但開始運作用戶的機器，這個軟體會與其他機器上的物件們連接，以上傳/下載資訊（例如交易或區塊）。新用戶下載一個區塊時，會檢查它是否依據系統內的規則所創建，並轉播這個訊息給同伴們。
我們現有的生態系中，是可以由數百、數千或是數萬個實體所組成的，這些實體運行並同步資料庫副本（稱之為節點）。這讓系統是保持高度充裕且隨時可用的。
資訊是如何加載到區塊鏈上的？
當假的金融資訊被記錄時，區塊鏈的誠信才會被破壞。同時，這個分布式系統中沒有管理者，也沒有領導人–我們要如何確保參與者都是誠實行事呢？
中本聰提出了 工作證明（Proof-of-Work）系統，讓所有人都能提出要附加到網路上的區塊。要提出一個區塊，他們必須用計算能力去猜出一個由基礎協議產出的解答（重複地雜湊資料，產出一個低於特定值的數字）。
稱這個過程為挖礦。如果礦工正確地猜到解答，他們所建立的區塊（由他們所收到的未確認交易組成）將會增添至鏈上。然後，他們會收到由該區塊鏈原生代幣計價的獎勵。
單向雜湊函數是指給定輸出，它基本上不可能猜到輸入。但給定輸入時，驗證輸出卻很容易。如此一來，任何參與者都可以驗證礦工是否產出「正確」區塊，並否決那些無效區塊。在無效的區塊下，礦工是沒有獎勵的，而且他會浪費掉用來製造無效區塊的資金。
在加密貨幣的系統中，公私鑰密碼學也確保各方無法使用不屬於自己的資金。錢與私鑰（只被擁有者知道）綁定，只有有效的簽名才能確保被轉移，而被花費。
工作證明在取得用戶間共識上，是最久經考驗的方式。其他方式像是權益證明（Proof-of-Stake），正被日益探索之中，儘管它們還沒有以其真實的形式被正確地實行（雖然 混合共識機制（hybrid consensus mechanisms）已經存在了一段時間）。
區塊鏈能做什麼？
加密貨幣僅是冰山一角。許多人認為去中心化金錢到來後，去中心化運算也將隨之而來。比特幣這樣的第一代區塊鏈帶來了共享交易資料庫，像是以太坊的第二代區塊鏈則帶來了 智能合約。它是在區塊鏈上運作的程式，能管理代幣有條件的轉移。
有了智能合約，而且沒有中央伺服器運行著代碼，這表示主機級別的中心單點故障已經去中心化。用戶可以審計軟體（假設為公開可得），開發者可以設計出不會被終止或修改的合約。
部分區塊鏈應用包括：
• 加密貨幣– 數位貨幣是財富轉移強而有力的媒介，它不會有但點故障、不需要守衛與中間人。與銀行轉帳到結算的時間相比，用戶可以在短時間內與全世界的用戶傳輸與接收資金（以及常是低廉的費用）。代幣無法被沒收，交易也無法被回溯或凍結。
• 條件支付– Alice 與 Bob 並不信任彼此，但他們想要賭一場運動賽的結果。雙方送出 10 枚 ETH 到一份智能合約中，並透過oracle匯入資料。在比賽結束後，合約會評定哪一隊贏，並付給贏家 20 枚 ETH。• 分佈式數據– 區塊鏈雖面臨擴展性問題，但它可為檔案管理提供分佈式儲存媒介。造訪控制可透過智能合約來管理，而數據本身儲存在鏈下裝置。
• 證券–儘管它有一定程度的交易對手風險，基於區塊鏈的證券行代幣被認為是金融體系急需進步的一環。它們可以注入嶄新的流動性與轉移性到現在的證券業界，資產代幣化也將變得可能（像是資產或股票）。
區塊鏈迎合著廣泛用例︰
• 供應鏈：有效率的供應鏈是許多成功企業的核心，關係著從供應商到消費者的貨物處理。過去已經證明一個產業要多個利益關係者合作是很難的，然而，透過區塊鏈技術，一個基於不可篡改資料庫的互通性生態系，是可以為無數的產業帶來新級別的透明性的。
• 遊戲：玩家受到掌控著伺服器的公司所擺佈。對終端用戶而言，並沒有實際所有權，遊戲內資產也僅僅是帶著標題的參數而已。選用區塊鏈方案，用戶可以擁有他們自己的資產（以同質性或非同質性代幣的形式），並可以在遊戲間或市場上轉移它們。
• 健康照護：區塊鏈的透明與安全使其成為一個儲存醫療紀錄的理想平台。醫療體系十分碎片化（由醫院、診所與其他健康服務提供者組成），而且倚賴中心伺服器讓敏感資訊處於相當脆弱的處境。透過密碼學將人們的紀錄放在區塊鏈上保存，病患能維護他們的隱私，同時能正常地與連上全球數據庫的機構共享資訊。
• 匯款：對傳統銀行來說國際匯款一直是件麻煩的事。手續費與結算時間讓它變得昂貴，需要緊急交易時也不可靠。加密貨幣與區塊鏈去除了這個生態系的中間人，現在有各種計劃正擁抱這項科技，以達成便宜快速的轉帳。
• 數位身份：在數位時代，世界急需有身份解決方案。物理身份證明容易受偽造，且許多人無法使用。身份自主權可以在區塊鏈帳本上落地，並與其擁有者綁定，身分擁有者可以選擇性地向第三方揭露資訊，而無需犧牲隱私。
• 物聯網：有些人認為日益增長的一系列物聯網裝置，無論是家用或工業使用環境，都會因結合區塊鏈而大大增強。這些裝置的增量擴展會需要「機器對機器」（M2M）支付的新經濟，而它就需要一個對小額支付有高吞吐量的系統。
• 治理：由於分佈式網路部署了自有形式的規範，它們能在地方、中央，或甚至國際層級的去中介治理過程中應用，也不令人意外。區塊鏈治理可確保所有參與者都能加入決策，並提供透明的政策實施概況。
結論
公有區塊鏈是無需許可的系統，意味著你不需任何許可就能參與。有了比特幣與其他加密貨幣，用戶只需要下載開源軟體就能加入至網路。
這些帳本的可造訪性高，它也相當難被限制參與，而且要將整個網路下線幾乎不可能。如此的可造訪性對於所有類型的用戶來說，是一項具有吸引力的工具。
儘管最受歡迎的應用是金融交易，但仍有其他許多領域導入此項技術後，將可能在未來受益。
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