區塊鏈 - 簡介

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區塊鏈技術是賦予現代資料庫管理技術的一個名稱，它使大型企業能夠藉助網路中不同節點之間的連結和鏈來共享資訊和進行通訊。它是一種處理數字交易的新方式，近年來開始受到關注。

資料儲存在區塊鏈資料庫中以鏈式連線的區塊形式儲存。由於該鏈在沒有網路批准的情況下無法刪除或更改，因此資料在時間上保持一致。

什麼是區塊鏈？

區塊鏈是一個網路中不斷增長的分類賬，它以安全、有序且不可變的方式跟蹤記錄網路內發生的所有交易、更改和實施。簡單來說，它就像一個連結串列一樣由一系列區塊組成，每個節點都處於另一個節點的前後。所有節點或區塊都與下一個節點連結，就像程式設計中的指標一樣。

每個區塊記錄所有最近的交易，並且一旦完成，就會作為永久資料庫進入區塊鏈。此技術基於稍後將學習的資訊安全加密概念。每次區塊完成時，都會生成一個新區塊。一旦區塊鏈中建立了一個資訊塊，就不能更改或刪除它。這使得區塊鏈非常安全可靠。

區塊鏈網路獨立於中心化機構，它無需任何第三方中介（如中央當局、銀行、政府等）即可執行。交易由計算機網路驗證。區塊鏈網路基於網際網路，因此無法離線執行。

關鍵要點

我們可以從上述解釋中提取以下要點，並在繼續下一節之前記住這些要點：

• 區塊鏈代表了一種分散式資料庫的形式，在資訊儲存方法上與傳統資料庫形成對比。
• 它將資料組織成透過加密技術（稍後將學習）互連的區塊。
• 區塊鏈可以記錄各種資訊，但其主要應用是作為交易的分類賬。
• 區塊鏈以分散的方式執行，這意味著沒有任何個人或團體擁有對其的控制權；控制權在所有使用者之間共享。

區塊鏈的要素

任何區塊鏈網路的關鍵要素都包括以下元件：

分散式賬本

網路中的每個成員都可以訪問去中心化賬本及其不可更改的交易日誌。透過此公共賬本，交易僅記錄一次，消除了傳統業務網路中常見的冗餘工作。

不可變記錄

任何參與者都無法更改或操縱已記錄在共享賬本上的交易。如果交易記錄中出現錯誤，則必須建立新的交易來更正錯誤，並且兩筆交易都將透明地顯示。

智慧合約

為了加快交易速度，一組稱為智慧合約的規則儲存在區塊鏈上並自動執行。智慧合約定義了公司債券轉讓的條件，包括旅行保險支付條款等等。

區塊鏈如何工作？

區塊鏈由稱為指令碼的小型順序程式組成，這些程式執行資料庫中可用的任務，例如輸入資訊、訪問儲存在資料庫中的資料、儲存資料和將其複製到其他位置。預設情況下，一旦儲存到分類賬中的資料就無法更改。區塊鏈是分散式的，這意味著多個副本儲存在許多機器上，並且它們必須全部匹配才能有效。

網路中的交易遵循一系列步驟，具體步驟可能因其實施的網路型別而異。通常，當交易發起時，為區塊鏈提供介面的應用程式會啟動一系列事件。

網路中的每個節點都以這種方式提出自己的區塊，因為它們都選擇不同的交易。每個節點都在處理自己的區塊，試圖找到解決難度目標的方案，使用一次查詢編號，也稱為其首字母縮寫nonce。一旦區塊關閉，交易就完成了。

儘管此過程是一般化的步驟序列，但並非所有網路都按順序或完全遵循這些步驟。本文後面部分將討論一些加密貨幣，例如以太坊、狗狗幣和比特幣。

區塊鏈的特徵

區塊鏈技術是全球分散加密貨幣的主要蓬勃發展力量。由於其眾多功能，它被應用於現代生活的各個領域。以下幾點簡要說明了區塊鏈技術的特徵和概念：

分散化

區塊鏈促進資料在多個網路節點（位於不同地理區域的執行區塊鏈軟體的計算機或裝置）之間分發。這種架構不僅確保冗餘，還維護資料的完整性。

例如，如果有人試圖修改資料庫的一個例項中的記錄，其他節點將透過比較區塊雜湊來阻止此操作。因此，網路中沒有任何單個節點能夠更改鏈中包含的資訊。

透明度

由於所有區塊鏈網路的分散結構，所有交易都可以公開訪問，可以透過下載和檢查它們來檢視，或者利用區塊鏈瀏覽器即時監控交易。

每個節點都維護自己的鏈版本，該版本會隨著新區塊的新增而不斷更新。因此，如果需要，可以跟蹤比特幣的移動到其目的地。

安全性

區塊鏈技術透過多種方法確保分散的安全性及信任。最初，新區塊始終以線性且按時間順序的方式儲存，始終附加到區塊鏈的末尾。一旦區塊新增到區塊鏈的末尾，它就變得不可變，從而防止對先前區塊進行任何更改。

區塊內任何資料的修改都會改變其雜湊值。由於每個區塊都包含前一個區塊的雜湊值，因此任何更改都會影響後續區塊。如果有人試圖修改一個區塊，網路將由於雜湊不一致而拒絕它。然而，這種操縱可能在較小的區塊鏈網路中發生。

區塊鏈網路型別

區塊鏈配置有很多種，可以明確地分為 4 個子類別。以下幾點清楚地解釋了不同型別的區塊鏈網路：

公有鏈

公有鏈對所有參與者開放，任何人都可以成為成員。區塊鏈中的每個人都擁有檢視、修改和驗證區塊鏈的相同許可權。

公有鏈的主要目的是交易和建立數字貨幣，例如比特幣、以太坊和萊特幣。

私有鏈

一個實體負責監督私有鏈，稱為託管區塊鏈。管理機構決定網路中的成員資格和許可權。

私有鏈由於其訪問許可權受限而表現出部分分散化。瑞波幣（Ripple），一個為企業服務的數字貨幣交易網路，是私有鏈的一個主要例子。

聯盟鏈

聯盟鏈網路由組織的集合管理。這些預先選定的實體合作維護區塊鏈並建立資料訪問協議。具有共同目標和共享責任優勢的行業通常青睞聯盟鏈網路。

混合鏈

混合鏈整合了私有鏈和公有鏈的功能。組織能夠建立私有的、許可的系統，並結合公共框架。

此安排使他們能夠管理對儲存在區塊鏈中的特定資料的訪問，同時保持其他資訊的公開可用性。

智慧合約用於允許公共參與者驗證私有交易的完成情況。例如，混合鏈可以提供對數字貨幣的公共訪問，同時確保銀行擁有的貨幣保持機密。

區塊鏈的應用

不同行業以多種方式使用區塊鏈技術。其中一些行業如下所示：

能源生產行業

能源公司利用區塊鏈技術建立點對點能源交易平臺，增強可再生能源的可訪問性。例如，這些應用程式包括：

• 利用區塊鏈的能源公司開發了一個交易平臺，使個人能夠買賣電力。配備太陽能電池板的房主可以透過此平臺將其多餘的太陽能出售給附近的居民。該系統透過智慧電錶有效地執行，啟動交易，然後將其記錄在區塊鏈上。
• 透過基於區塊鏈的眾籌專案，使用者有機會贊助和擁有能源匱乏地區的太陽能電池板。在太陽能電池板安裝完成後，贊助者還可以從這些社群獲得租金收入。

銀行和金融機構

傳統金融機構，如銀行和證券交易所，利用區塊鏈技術來監督數字交易、賬戶和市場交易。例如，新加坡交易所有限公司是一家專注於亞洲投資服務的公司，它利用區塊鏈來增強銀行間支付系統。

區塊鏈的採用有效地解決了各種問題，例如大量金融交易的批次處理和人工核對。

娛樂行業和媒體

媒體和娛樂公司利用區塊鏈技術來監督版權資訊。確保版權驗證對於確保藝術家獲得公平補償至關重要。記錄版權材料的購買或轉讓需要大量的交易。

透過實施區塊鏈策略，他們有效地提高了效率並降低了與版權管理相關的費用。

區塊鏈的優勢（優點）

區塊鏈技術的優勢（優點）包括以下幾點：

• 透過消除第三方驗證降低成本
• 透過消除人工驗證提高精度
• 由於去中心化，篡改難度增加
• 安全、保密且有效的交易
• 清晰透明的技術
• 提供銀行替代方案，併為政府不穩定或不發達國家居民提供保護個人資料的方法。

區塊鏈的缺點（劣勢）

區塊鏈技術的缺點（劣勢）包括以下幾點：

• 每秒處理的交易數量有限。
• 過去參與非法活動，例如在暗網上。
• 不同司法管轄區之間法規不確定且差異較大。
• 資料儲存容量限制。
• 一些區塊鏈的科技成本很高。

成為區塊鏈開發人員的路線圖

以下步驟包含了開始學習區塊鏈併成為區塊鏈開發人員的具體步驟。讓我們一步一步地深入瞭解這些步驟：

• 建立任何程式語言、**語法、面向物件程式設計**（OOP）概念和**資料結構**的堅實基礎，特別是**連結串列、圖和樹**。
• 掌握至少一門程式語言，例如**Python、JavaScript**或**Solidity**，這些語言構成了區塊鏈開發的核心。
• 學習核心計算機科學科目，例如**資訊和網路安全、密碼學、計算機網路和資料庫管理系統**（DBMS）。
• 複習數學主題，例如**機率、統計、線性代數和微積分**。
• 從區塊鏈基礎開始 - **分散式系統、共識機制**（工作量證明、權益證明）和去中心化應用程式，稱為**DApp**。
• 探索不同的區塊鏈類別，如**公有鏈、私有鏈、混合鏈**和**聯盟鏈**。
• 掌握**智慧合約**和Solidity。
• 學習密碼學概念，如**雜湊、加密**、數字簽名和金鑰管理。
• 選擇一個平臺，例如**以太坊**及其程式語言Solidity。練習編寫、測試和部署智慧合約。
• 探索以太坊生態系統，如**以太坊虛擬機器**（EVM）。開始詳細研究**Web3**概念。
• 建立專案並參與駭客馬拉松和競賽，以磨練您在Web3和Solidity方面的技能。
• 探索除以太坊之外的更多平臺，例如**Solana、Cardano**和**Polkadot**等等。
• 為開源社群做出貢獻，並在該領域獲得實踐經驗。開源領域包括**GSoC**（谷歌夏季程式碼）等等。

關於區塊鏈的常見問題

以下頁面回答了關於區塊鏈技術和加密貨幣最常見的問題：

1. 區塊鏈網路中的賬本是什麼？

賬本是不斷增長的資料檔案，記錄了網路中所有交易的條目，這些條目基於這些交易。

2. 區塊鏈技術使用哪些語言？

區塊鏈開發主要使用的語言有**Solidity、Python、C#、Ruby、Golang**等。對於初學者來說，建議使用Solidity。

3. 世界上使用最廣泛的加密貨幣有哪些？

**比特幣**是世界上使用最廣泛的加密貨幣，其次是**以太坊**和**狗狗幣**。

4. 區塊鏈是如何工作的？

一般來說，同一區塊鏈實現中的許多節點需要執行演算法來評估、驗證和處理區塊鏈塊的歷史記錄，每當將新的區塊鏈交易新增到區塊鏈時。如果大多數節點確認塊歷史記錄和**簽名**的真實性，則新的區塊鏈交易塊將被接受到賬本中，並且包含資料的新的區塊將被新增到區塊鏈中。

結論

區塊鏈技術正在獲得越來越多的認可，這在很大程度上歸因於**比特幣**和加密貨幣的影響，並且已經實施和正在研究許多實際應用。作為全國投資者經常提及的一個術語，區塊鏈有可能透過減少對中間人的需求來提高業務和政府運營的準確性、效率、安全性和成本效益。

隨著我們進入區塊鏈的第三個十年，重點已從傳統公司是否會採用這項技術轉移到它們何時會採用。目前，我們見證了**非同質化代幣**（NFT）和各種資產的代幣化的激增。在不久的將來，我們可能會看到將多個區塊鏈、**代幣**和**人工智慧**整合到面向企業和消費者的解決方案中。