區塊鏈的演進

區塊鏈技術不僅僅是一種創新技術，更是一種整合了數學、密碼學、電腦 運算科學等多個跨領域科技的 4 項關鍵技術："P2P 網路技術"、"分散式帳本技 術"、"非對稱加密技術"、"共識機制技術"等；尤其 P2P 驗證、分散式、加密的 區塊鏈技術成為物聯網可以選擇的新運作模式，如圖 2-10。

超級帳本 Fabric 構建的區塊鏈，以 太坊的許可制的區

塊鏈

快速審批程序 以太坊平台建立的私有區塊鏈

圖 2-10 區塊鏈結合物聯網是天作之合

資料來源：國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心 ,"區塊鏈結合物聯網是天作之 合？,2017/12/11

圖 2-11 區塊鏈技術的演進 資料來源：本報告繪製

一、區塊鏈 1.0

區塊鏈家族最著名的成員就是比特幣，區塊鏈也因著比特幣的風潮而為人 所知。比特幣完整地執行了 12 年，從最初密碼幣圏成為現在的聲名顯赫，到近 期一個比特幣價值 10000 美金。比特幣最大的意義就是面對全世界無數「礦工」

的晝夜挖礦、面對無數駭客的反覆進攻、面對各種流向的資金交易而屹立不倒，

用事實證明瞭區塊鏈技術是可行的。

第一代比特幣的區塊鏈功能，事實上就是進行單純加密貨幣交易的記帳功 能而形成了一個連續帳簿，每個月的資料就相當於區塊，區塊與區塊之間透過 雜湊鏈串聯起來。以比特幣來說，大約是每 10 分鐘產生一個區塊，區塊中主要 包含交易事務資料以及區塊的摘要訊息。下圖 2-12 為比特幣中區塊鏈資料的組 成示意圖

中本聰正式 提出區塊鏈 2008年

"區塊鏈1.0"

數位貨幣(比特幣) 2009年

"區塊鏈2.0"

智慧合約(乙太坊) 2014年

"區塊鏈3.0" 物聯網 可程式化社會

(超級帳本) 2016年

圖 2-12 比特幣區塊鏈的資料組成結構

資料來源：蔣勇,文延等,"白話區塊鏈"碁峯出版社,2018.(本報告重繪)

上圖可以看到區塊資料在邏輯上分成區塊頭和區塊體，每個區塊頭中透過

的區塊鏈協定。乙太坊可以使區塊鏈應用程式開發者高效、快速地開發頂層應 用變為可能[9]。

三、區塊鏈 3.0

區塊鏈 3.0 的架構中，超越了對數位貨幣或者金融的應用範圍，而將區塊 鏈技術作為一種泛解決方案，可以廣用在極為廣泛的領域，例如行政管理、文 化藝術、企業供應鏈、醫療健康、物聯網、產權登記等。

產業應用一般需要具備企業級的屬性，例如身份認證、許可授權、加密傳 輸等，並且對資料的處理效能也會有所要求，因此企業級情境下的應用，往往 都是聯盟鏈或者私有鏈。代表性架構如下圖 2-13。

圖 2-13 區塊鏈 3.0 組成結構

資料來源：蔣勇,文延等,"白話區塊鏈"碁峯出版社,2018.(本報告重繪)

區塊鏈 3.0 的代表就是超級帳本(Hyperledger)，這是由非營利組織 Linux 基金會發起成的、致力於企業級區塊鏈開發及應用的開放原始碼專案。願景是 借助專案成員和開放原始碼社區的合力，制定一個開放、跨企業、跨國界的區 塊鏈技術開放原始碼標準，打造可以跨企業的區塊鏈解決方案[9]。

超級帳本團隊認為，支付系統在高度集權和完全去中心化之間應該有個平 衡：權力既不是集中在某一個機構，也不是完全地分散式，而是合理地分割成 若干部分。不同於比特幣區塊鏈的工作量證明機制讓帳本需要 6 次確認，每次 10 分鐘，確認時間總計需要將近 1 個小時，超級帳本則是採用類似 Ripple(瑞

業務用戶端 瀏覽器 API 智慧合約

開發工具 應用工具

身分認證 許可授權 運行監控 資料審計

網際控制

智慧合約 可插拔共識 帳戶管理 網路管理

核心節點

合約容器 區塊校驗 分散式運算 儲存管理

波幣)的「共識」機制，交易確認過程可在幾秒鐘之內完成，達成共識則是透過 拜占庭容錯演算法機制。