第二章 文獻探討
第一節 區塊鏈
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第二章 文獻探討
第一節 區塊鏈
每個時代都有具有顛覆性質的技術和科技被發明，而近十年來，金融網路領 域最具顛覆性的技術莫過於最近非常火紅的區塊鏈 (Block Chain)。本節將由區 塊鏈的起源談起，區塊鏈的源頭可以追溯到拜占庭將軍問題和雙重支付問題，後 者較為單純，只要引入蓋時間戳的電子簽名，即可解決非實體貨幣被重複使用，
或雙重支付的問題，而拜占庭將軍問題較為複雜，也正是整個區塊鏈技術核心思 想的真正根源，Nakamoto (2008) 發表之論文“Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”，提出破解拜占庭將軍問題的演算法。
本文討論區塊鏈技術和分析其特性後，並概述實務上可被應用的領域：
一、區塊鏈的起源
拜占庭將軍問題是整個區塊鏈技術核心思想的真正根源2。拜占庭位於現今 土耳其的伊斯坦布爾，為東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊，
為了有效防禦敵人，軍隊與軍隊之間都相個很遠，所以將軍之間只能靠信差來傳 遞訊息。在戰爭時期，拜占庭的軍隊內需評估是否有機會獲勝，才決定是否去攻 打敵人的陣營，而所有將軍和副官必須對於這個決策達成共識。不幸的是軍隊中 很可能存在叛徒或是敵軍的間諜，影響將軍們的決定、擾亂整體的秩序，所以在 達成共識的過程中，有些資訊並不能真正反映大多數人的意見，此時在已知有成 員可能謀反的情況下，其餘忠誠的將軍如何在不受叛徒影響，並達成一致的協議，
此即為拜占庭將軍問題，而此問題的現象，也是我們社會中各種類型的資訊節點 的隱喻。
2 參考維基百科: http://wiki.mbalib.com/zh-tw/%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BE
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一同儲存，各節點的帳本皆一致，透過整個共識的過程 (consensus progress)，確 認了交易的有效性，解決了拜占庭問題，且擁有最大工作量證明、最長的區塊鏈 區塊、全部的交易加上時間戳記 (timestamps)，代表區塊生成的時間，並透過雜 湊值 (Hash Value) 來串接區塊，將它們併入一個能夠不斷延伸、基於工作量證 明的鏈條中，作為不可竄改的交易紀錄，除非能夠重新完成全部的工作量證明，但 複 雜 度 (Difficulty) 條 件 的 設 計 ， 讓 重 算 雜 湊 值 變 得 相 當 困 難 ， 根 據
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Antonopoulos (2014)，計算出來的雜湊值必需小於 coefficient * 2^(8 * (exponent-3)) 故被寫進區塊鏈後，需要大量計算後才能重新解出適當的雜湊值，所以基本上無
包含複雜度 (Difficulty)、時間戳記 (timestamp) 和安全工程所用之 Nonce 等元資料 (Metadata)，而 Body 包含驗證塊創建過程中比特幣的交易紀錄。
3 參閱網址(https://www.acronis.com/zh-tw/blockchain-data-authentication/)
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圖 2、Block 的結構(圖片來源: Antonopoulos (2014))
圖 3、Block header 的結構(圖片來源: Antonopoulos (2014))
(二) 鏈 (Chain)
鏈主要分為三類，分別為公有鏈 (Public blockchain)、私有鏈 (Private blockchain) 和聯盟鏈 (Consortium blockchain)。
公有鏈是最早也是目前最被廣泛應用的區塊鏈，也是公有鏈是完全開放 的，世界上任何個體或團體都可以加入發送交易，即任何節點 (node) 都可 以加入或退出，且任何人都可以參與共識過程。而目前數位貨幣包含比特幣、
以太幣接使用公有鏈。
聯盟鏈實為私有鏈的一種，對特定的組織團體開放。在某一個群體內，
僅指定多個預選的節點作為記帳人，每個區塊地生成由所有的預選節點共同 決定、一同參與共識過程。和公有鏈不同的是，私有鏈並非完全去中心化，
目前多數巨頭研究區塊鏈多以私有鏈的方向發展。私有鏈的優點是彈性較大，
且可依照各產業之特性量身打造。
私有鏈對單獨的個人或實體開放，獨享該區塊鏈的寫入權力，和公有鏈 不同的是，私有鏈並非完全去中心化，目前多數巨頭研究區塊鏈多以私有鏈
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的方向發展。私有鏈的優點是彈性較大，且可依照各產業之特性量身打造。
R3CEV’s Corda、超級帳本 (Hyperledger project) 皆屬私有鏈的應用4。
表 1、公有鏈、私有鏈、聯盟鏈比較表(資料來源：Guo and Liang (2016))
三、區塊鏈特性
(一) 去中心化
區塊鏈之所以被稱做顛覆性的技術，就在於其去中心化的特徵。區塊區 塊鏈可以透過點對點網路 (peer to peer) 與其他節點進行交易，不需要倚賴 中介機構或硬體設施，各個節點實現了資訊自我驗證、傳遞和管理。因為是 使用分散式存儲和計算，且沒有管理中心，所以所有節點的權利和義務都相 同，整個區塊鏈都由所有節點來共同維護。區塊鏈上任何節點的增減不會影 響整個系統的運作，並且隨著節點數量增加而增強其網路穩健性。此外，分 散式儲存系統將資料分散儲存在多台獨立的設備上，大幅提高了系統的可靠 性、可用性和存取效率，也易於擴展。
4 參閱網址:
https://bitcoinmagazine.com/articles/what-are-the-use-cases-for-private-blockchains-the-experts-w eigh-in-1466440884/
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具有可靠性。除非能夠重新完成全部的工作量證明，但 Difficulty 條件的設 計，讓重算雜湊值(Hash Value)變得相當困難，再加上最長的鏈是唯一的合 法鏈，如果要竄改交易紀錄，則必須使被竄改的區塊鏈成為最長的鏈，此舉 需要具有整個區塊鏈運算力的一半以上，即所謂的 51%攻擊，才有機會竄改 成功。根據 Economist (2015)，聯合雜湊值無法回推出個別交易，故雜湊法 使得交易紀錄易於驗證、不可竄改。此外，區塊鏈使用時間戳記為區塊進行 串聯而成。而區塊串聯的方法是透過 Block Header，使用密碼學 SHA256 的 方法，產生一個雜湊值 (Hash Value)。該雜湊值可視為這個區塊的 ID，每一
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(擷取自: https://read01.com/RR44e0.html)
證劵交易 Nasdaq 是第一個提出證券區塊鏈帳本，Nasdaq 交易追蹤間隔從日縮短
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(擷取自: https://azure.microsoft.com/zh-tw/solutions/blockchain/)
股票市場 透過在交易啟動時引入協定，區塊鏈能消除一些最常見的交易後的問
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全電力交易。高盛認為，可能的使用者包括 TransActive Grid 以及 Grid Singularity，市場規模為 25-70 億美元。(擷取自：https://kknews.cc/zh-tw/finance/m28z5p.html)
慈善捐款 螞蟻金服用區塊鏈來追蹤支付寶愛心捐款平臺上的一項「聽障兒童重
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口的豬肉。因早前大閘蟹驗出致癌物戴奧辛，Unwire.pro 提過用區塊‧
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性身份認證有其必要性。
(擷取：https://www.aplustart.org.tw/story/story.aspx?id=a6wJtqEYs%2FY%3D#top)
不動產 Ubitquity 為金融機構、所有權與抵押公司提供平台。在 2016 年，
Ubitquity 已經成功在區塊鏈上完成了第一筆房地產轉讓交易。通過 Ubitquity 將交易記錄數字化，並安全的儲存在區塊鏈上，區塊鏈的每 個用戶都可以通過帳本查看驗證交易。好處是使交易過程更加透明、
降低人力成本、中心化系統容易被操控，結合區塊鏈技術可以防止詐 欺、房地產的交易更有效率、降低產權保險成本，節省的成本最後可 以回饋到消費者身上。
(參閱網址: https://www.ubitquity.io/web/index.html)
保險理賠 目前的醫療保險理賠申請手續十分繁複。當被保險人發生醫療行為 後，必須向醫院申請診斷證明、填寫許多表單，填妥理賠申請書後再 向保險公司提出理賠申請，接著並由保險公司進行審核。倘若遇到資 訊不充足、無法直接由診斷證明書中獲得所需資訊時，保險公司必須 經過被保險人同意、讓被保險人簽署調閱其病歷的同意書後，才能至 該醫院查看病歷，以利理賠審核程序。這些紙本作業的繁雜流程，將 耗費保險公司大量人力成本及時間，是保險理賠最大的痛點。
智能合約將繁瑣的理賠流程自動化，其中包含了計算理賠金額、自動 履行保險金賠償。如此將能節省時間、減少人力成本，並提升理賠效 率。
(擷取自：林展民(2015))
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