區塊鏈技術及營建產業應用案例探討

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區塊鏈技術及營建產業應用案例探討

成果報告

內政部建築研究所自行研究報告

中華民國 109 年 12 月

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區塊鏈技術及營建產業應用案例探討

成果報告

研究人員：林谷陶

內政部建築研究所自行研究報告

中華民國 109 年 12 月

(本報告內容及建議，純屬研究人員意見，不代表本機關意見)

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ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE,

MINISTRY OF THE INTERIOR

RESEARCH PROJECT REPORT

Blockchain technology and application cases of

construction industry

BY

KU-TAO LIN

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目次 ……… III 表次 ……… V 圖次 ……… VII 摘要 ……… IX 第一章緒論……… 1 第一節研究緣起與背景……… 1 第二節研究目的……… 1 第三節研究內容與方法……… 2 第二章認識區塊……… 3 第一節何謂區塊鏈……… 3 第二節區塊鏈的原理……… 7 第三節區塊鏈的類型……… 10 第四節區塊鏈的演進……… 11 第五節區塊鏈小結……… 15 第三章區塊鏈的應用……… 17 第一節區塊鏈在金融服務的應用……… 18 第二節區塊鏈在數位資產的應用……… 21 第三節區塊鏈在農業物流的應用……… 24 第四節區塊鏈在智慧醫療的應用……… 27 第四章區塊鏈在營建相關產業的應用……… 31 第一節營建產業現況與資訊科技……… 31 第二節營建業應用區塊鏈的潛力……… 34 第三節營建業應用區塊鏈的情境……… 36 第四節國內外營建業應用區塊鏈的案例……… 46 第五節營建業導入區塊鏈關鍵問題分析……… 58 第五章結論與建議……… 61 第一節結論……… 61 第二節建議……… 62 附錄一 109 年度自行研究期初審查會議紀錄……… 63 附錄二 109 年度自行研究期中審查會議紀錄……… 65 附錄三 109 年度自行研究期末審查會議紀錄……… 67

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附錄四區塊鏈重要術語及定義……… 71

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表次

表 2-1 各種類型區塊鏈的主要特徵……… 11 表 4-1 主要國家營建生產毛額占 GDP 比率……… 32 表 4-2 法國房地產建設業者成本結構……… 47

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圖次

圖 2-1 產業領域應用區塊鏈示意圖……… 4 圖 2-2 集中式與區塊鏈分散式紀錄(帳本)保存示意圖……… 5 圖 2-3 區塊鏈交易方式示意圖……… 6 圖 2-4 區塊鏈結構與概觀……… 7 圖 2-5 區塊鏈帳本結構……… 8 圖 2-6 比特幣區塊鏈作業流程……… 9 圖 2-7 比特幣整合的資訊技術……… 8 圖 2-8 比特幣區塊鏈的資料結構……… 9 圖 2-9 區塊鏈基本分類特性……… 10 圖 2-10 區塊鏈結合物聯網是天作之合……… 12 圖 2-11 區塊鏈技術的演進……… 12 圖 2-12 比特幣區塊鏈的資料組成結構……… 13 圖 2-13 區塊鏈 3.0 組成結構……… 14 圖 2-14 傳統區塊鏈與 DAG 結構比較示意圖……… 16 圖 3-1 中國信託結合區塊鏈加速信用狀流程 ……… 19 圖 3-2 竹藤藝術品「乘風揚帆」……… 24 圖 3-3 區塊鏈數位資產運作流程……… 24

圖 3-4 IBM Food Trust™平台……… 25

圖 3-5 台北醫學大學病歷上鏈：保險理賠、轉診不用再等…… 29 圖 4-1 區塊鏈促進營建產業的三種特性……… 34 圖 4-2 區塊鏈促進營建業協同作業……… 35 圖 4-3 智慧合約管理工程現場時間及付款系統……… 36 圖 4-4 區塊鏈促進設計換專案協同作業……… 37 圖 4-5 透過區塊鏈提交設計圖說……… 38 圖 4-6 工程現場物聯網與區塊鏈整合應用……… 39 圖 4-7 區塊鏈促進更具透明度的材料供應鏈……… 40 圖 4-8 區塊鏈協助簡化採購和付款作業……… 41 圖 4-9 BIM 和智慧資產啟用區塊鏈的營運模型……… 43 圖 4-10 整合 BIM、IoT 和區塊鏈技術的系統設計……… 45 圖 4-11 BIM 結合區塊鏈和 IoT 成為中央即時作業儀表板…… 46 圖 4-12 營建產業契約與金流關係……… 49

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圖 4-13 區塊鏈導向的營建作業關係……… 49 圖 4-14 營建區塊鏈聯盟解決方案架構……… 51 圖 4-15 以太坊區塊鏈上記錄的認證意見……… 52 圖 4-16 使用者儀表板中顯示以太坊區塊鏈的認證意見……… 52 圖 4-17 台灣世曦導入工程治理區塊鏈 ……… 54 圖 4-18 塔塔鋼鐵的鋼樑產品的生命週期追蹤區塊鏈………… 55 圖 4-19 積水房屋租賃契約使用區塊鏈和應用程式圖………… 56 圖 4-20 透過區塊鏈共享建物資訊/住戶資訊圖 ……… 57 圖 4-21 聯合各公司成立聯盟建立的資訊共享平台圖………… 57 圖 4-22 企業導入區塊鏈的決策流程圖……… 60

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摘要

關鍵詞：區塊鏈、營建產業我們正處於前所未有的技術變革和顛覆時期，BIM，區塊鏈技術，機器學習，物聯網，大數據分析，人工智慧等，都對大多數產業都產生了數位轉型的重大影響，而歐美、澳紐、日、中等也對營建產業導入區塊鏈技術，鼓勵變革持續投以關注。本報告為呼應我國數位轉型之政策目標、推動策略與配套措施，其中所提出應發展物聯網、大數據、人工智慧、區塊鏈等科技，強化資料應用，乃持續關注與大數據科技相關之互聯網、物聯網、雲端運算、人工智慧或借鑒其他產業最新區塊鏈技術應用，如區塊鏈在金融服務、數位資產(數位版權)、農業物流、智慧醫療的應用等；探討營建產業現況與資訊科技關係、應用區塊鏈的潛力、應用區塊鏈的可能情境、國內外營建業應用區塊鏈的案例，並分析營建業導入區塊鏈關鍵問題分析，此外亦收集國內外案例進行分析。本報告最後建議我國營建產業必須重新構思實體與資訊數據流程，以提高資訊透明度，並提高產業對工作成果的可追溯性和可問責性的方法，並之未來發展方向、策略及研究課題如下：短期建議建議一：建議探討智慧家庭照護和第三方醫療系統之間的互操作性、智慧電網中輔以 P2P 的能源交易，智慧家庭可信的數據收集及交易平台以進行激勵數據收集並創造新的價值鏈。長期建議建議二：建議探討我國房屋租賃市場導入區塊鏈技術，開發出的房地產物業管理系統，以創造出新的業務和服務。建議三：針對整體營建產業進行導入區塊鏈的調查，探討產業相關利益者對區塊鏈技術的了解程度、意願、目前應用情型及預期效益等。建議四：建議探討智慧城市及智慧建築區塊鏈技術優勢(分散式、可信任、不可篡改、智慧合約等)解決傳統中心化大數據、人工智慧應用過程中，數據孤島、數據安全威脅、數據確權與加值應用等問題。

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Abstract

Keywords:blockchain、construction industry

We are in an unprecedented era of technological change and subversion. BIM, blockchain technology, machine learning, the Internet of Things, big data analysis, artificial intelligence, etc., have all had a significant impact on digital transformation in most industries, while Europe, America, Australia, New Zealand, Japan, and China etc., have also introduced blockchain technology to the construction industry to encourage continuous investment in reforms.

This report tends to respond the policy objectives, promotion strategies, and supporting measures of China's digital transformation. It proposes to develop technologies such as the Internet of Things, big data, artificial intelligence, and blockchain to strengthen the application of data. It is to continue to pay attention to the related big data technology. The Internet, the Internet of Things, cloud computing, artificial intelligence or the latest application of blockchain technology in other industries, such as the application of blockchain in financial services, digital assets (digital copyright), agricultural logistics, and smart healthcare; discuss the current status of the construction industry and Information technology relations, the potential of the application of blockchain, the possible scenarios of the application of blockchain, the case of application of blockchain in the construction industry at home and abroad, and analysis of key issues in the construction industry to introduce blockchain, in addition to collecting domestic and foreign cases for analysis.

This report finally suggests that our country construction industry must reimagine entities and information data processes to improve information transparency and improve the industry's traceability and accountability of work results. The future development directions, strategies and research topics are as follows :

Recommendation 1: Conduct a survey on the introduction of blockchain for the overall construction industry, and explore the understanding,

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willingness, current application situation and expected benefits of blockchain technology by industry stakeholders.

Recommendation 2: It is recommended to explore the advantages of smart city and smart building blockchain technology (decentralized,

trustworthy, non-tamperable, smart contracts, etc.) to solve the traditional centralized big data, artificial intelligence application process, data islands, data security threats, data Issues such as weight determination and value-added applications.

Recommendation 3: It is recommended to explore the interoperability between smart home care and third-party medical systems, P2P energy transactions in the smart grid, and a trusted data collection and transaction platform for smart homes to encourage data collection and create new value chain.

Recommendation 4: It is recommended to explore the introduction of blockchain technology in the housing leasing market in our country and the development of real estate property management systems to create new businesses and services.

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第一章緒論

第一節研究緣起與背景我國為掌握數位轉型浪潮發展契機，2016 年 11 月行政院核定「數位國家‧ 創新經濟推動方案」，該方案推動主軸之一「數位國家」目標設定為「民眾有感之開放政府智慧治理」，期望行政院各級機關共同協力落實「智慧政府」之政策目標、推動策略與配套措施。其中提出應發展物聯網、大數據、人工智慧、區塊鏈等科技，強化資料應用促進智慧政府治理[1]。又根據上述政策，本所 2019 年進行之自行研究案「我國與日本推動智慧家庭數據應用環境政策比較研究」發現智慧化家庭數據共享加值應用仍有隱私及安全疑慮，建議應持續探討提出數據分析所需資料格式、儲存，提出符合開放、共享之機制建議，並探討符合隱私保護可能的新興數位科技應用技術及可能智慧經濟情境與模式；持續關注與大數據科技相關之互聯網、物聯網、雲端運算、人工智慧或借鑒其他產業最新應用科技(如區塊鏈)等，探討智慧化居住空間可能之應用，提出未來發展方向、策略及研究課題[2]。 2017 年 9 月，歐洲物品編碼協會 GS1 宣布與 IBM 和 Microsoft 合作，促進供應鏈客戶端企業的區塊鏈應用中採用 GS1 標準(即目前現行最通用產品條碼標準發行機構)。GS1 的全球身份識別和結構化數據標準，可以促進區塊鏈網路用戶擴大企業的採用率，並維護有關供應鏈和物流事件真相的唯一共享版本，從而提高數據完整性和各方之間的信任度，並減少數據重複和對帳[3] 。營建產業也同樣面臨著數位轉型 BIM、區塊鏈技術、物聯網、大數據分析，人工智慧等技術，所帶來前所未有的變革環境和"資訊海嘯"顛覆時期。爰幾可確認數位貨幣之底層技術區塊鏈對於數據共享之隱私，安全保護，或可為營建產業乃至智慧城市、智慧建築帶來獨到解決方案，是為本報告發想構想之緣起。第二節研究目的我國亦在數位轉型浪潮掌握發展契機，2016 年 11 月行政院核定「數位國家‧創新經濟推動方案」，該方案推動主軸之一「數位國家」目標設定為「民眾

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有感之開放政府智慧治理」，爰交由國家發展委員會研擬智慧政府規劃，並召開跨部會協調會議，請各部會從解決民眾生活痛點出發，積極規劃服務民眾、企業與政府之智慧政府相關作為，期望行政院各級機關共同協力落實「智慧政府」之政策目標、推動策略與配套措施。綜觀各國推動概況，「智慧政府」之概念泛指各類改善政府對民眾、企業的服務作為，強調政府以「資料」為骨幹，應用物聯網與區塊鏈等創新科技，串聯政府服務與民眾需求，結合人工智慧雲端運算，優化決策品質。為因應新興網路產業活動及生活型態，多數先進國家已推動相關智慧政府發展計畫，共通性發展趨勢包含：「政府資料強化加值應用」、「資料分析優化政府決策」及「創新科技普及民生服務」。爰擬探討區塊鏈於智慧建築、智慧家庭數據共享，乃至建築產業整體應用之可行性；因係初次接觸區塊鏈，本年度將首先瞭解區塊鏈的源起、技術背景內容，探討國外內各產業領域應用之典範案例，及營建產業之應用現況，俾供後續深入探討之評估參考。第三節研究內容與方法本報告主要是以文獻收集，回顧國內外有關區塊鏈技術內容、演進，與大數據人工智慧、智慧建築及相關產業應用案例之相關期刊論文、報告等，並搜尋目前國內外營建業推動現況，初步了解區塊鏈在我國營建業導入可能性及趨勢。

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第二章認識區塊鏈

近年來，科技已經以幾乎無法追趕的速度持續創新。人工智慧、機器人科技、雲端科技和物聯網只是改變我們的生活方式和工作方式的一些例子。2015 年以來，十年狂熱加密貨幣的底層技術"區塊鏈"技術引起了學術界和產業界的高度關注，被認為是繼個人電腦、互聯網、行動社群網路之後運算典範的第五次顛覆式創新，很可能帶來新一輪技術革新和產業變革。區塊鏈是一種新技術，雖然目前其應用還未普及，但已成為近年來最熱門的資訊技術之一。世界經濟論壇認為區塊鏈是第四次工業革命的基礎新興技術，就像互聯網是上一次(或第三次)工業革命一樣。它的定義功能是其分散式且不變的帳本和高級加密技術，無需第三方中介機構，即可在各方之間安全，廉價地轉移各種資產。與當今的互聯網平台公司不同，它還通過設計實現了民主化，允許網路參與者通過託管節點(區塊鏈上的設備)來擁有一部分網路。區塊鏈不只是啟用數位貨幣的工具。從最根本的角度來看，它是一個新的，分散的全球計算基礎架構，可以改變商業，治理和社會中的許多現有流程[4]。本報告參考了國內外書籍期刊[3, 5-11]，綜整區塊鏈技術分述如下：第一節何謂區塊鏈基本上，區塊鏈可說就是去中心化交易的分散式記錄或"帳本"，並利用加密技術並按時間順序儲存，等於是永久且幾乎不可更改的方式存儲交易紀錄。區塊鏈整合著各種資訊核心技術共同建構，其網路採取的演算法促進了去中心化共識、應用於交易驗證，並且寫入公共帳本(通常是分散的、不由中央機構(例如銀行或政府)管理)，並且一旦發布，就無法更改區塊鏈上的資訊。一、區塊鏈受重視的原因各行各業因經濟社會的變遷，越來越重視那些技術可以增進產業生產力，精簡營運流程，並能促進客戶關係(尤其是信任)，其中區塊鏈技術是可能增加價值、提高透明度和有效性的最顯著技術。

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在每項業務中，最有價值和無形的資產之一就是信任。它在組織內的管理層和員工之間有許多層次。但同樣，它是組織與其合作夥伴或客戶之間任何交易的組成部分。通常，這種信任是由第三方和中介機構來實現的，這些機構和中介機構確保契約雙方具有相互開展業務的權力、透明度和合法權利。但是，這種方法在快速發展的全球經濟中具有越來越大的複雜性和越來越多的交互作用。因此，第三方實現的信任和透明度變得太複雜了，資訊通常被隱藏起來，並且通常是一個耗時且昂貴的過程。在 2008 年的金融危機之後，金融業者擔任的中介角色被認為非常脆弱，明顯受到質疑。因此從那時起，對傳統建立的第三方保證信任和信心已不足，開始轉向尋找替代的解決方案。政府機構、企業、金融、顧問業者都已經意識到必須改變產業、商業模式和營運流程，增加信任度的潛力；例如，付款結算、會計、管理、供應鏈、客戶關係、資金等。區塊鏈就是這類解決方案中的一種，因為它可以確保在網路的所有參與者之間透明地分發資訊，而沒有一方可以完全控制數據。資訊是以預先定義的、不可更改、幾乎同時的方式共享。此外，記錄在區塊鏈上的所有分佈式數據都是不可變的。圖 2-1 產業領域應用區塊鏈示意圖

資料來源：Balint Penzes,A.K., Chris Gage,Tamas Dravai,Mat Colmer,BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY_Digital Transformation for High Productivity.ice Institution of civil Engineers, December 2018.(本報告譯釋)

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區塊鏈是一種分散式帳本技術(DLT)，它是十年前作為比特幣的基礎技術，而首次廣泛引入的。因此必須瞭解什麼是分散式帳本。分散式帳本其實就是一種簡單資料(數據)庫的類型，但是具有特殊的屬性。它是分散式的，意味著資料庫以共享的方式分散在多個位置。因此，它與典型的雲端系統或 Internet 上的其他網路共享機制有一些相似之處。但不是只有一個資訊來源，而是透過分散的多個儲存(稱作帳本)進行多重接取，同時更新。分散式帳本其實也是一種網路，每個參與者都可以在此網路之間以對等方式進行互動或交易。通過 DLT 的高彈性網路協議或共識機制，可以在互動各方之間直接進行資訊交換，而無需任何中央管理機構的中介處理。然後，將這些互動進行加密保護，並添加到區塊鏈系統上成為不可變動的記錄鏈。例如，假設有一系統可以取代契約各方之間所有交易的集中式會計帳本 (a)；這個系統是由每一參與者所共同維護多項記錄(b)。就此而言，各節點(電腦)所形成的網路及其協議共同維護的區塊鏈上，只有一個惟一的資訊來源或事實來源(交易、互動的不可變記錄)—並與網路上所有互動的各方共享。圖 2-2 集中式與區塊鏈分散式紀錄(帳本)保存示意圖

資料來源：Balint Penzes,A.K., Chris Gage,Tamas Dravai,Mat Colmer,BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY_Digital Transformation for

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High Productivity.ice Institution of civil Engineers, December 2018.(本報告譯釋) 透過加密之後，這些包含在塊中的交易是無可爭議的。此外，由於區塊鏈的每個區塊都包含鏈中先前區塊的元素/資訊，因此建立了一個極具強健的受信任記錄。如果有人想要修改一個區塊，則需要更改整個鏈，而這需要控制絕大多數網路節點。這與比特幣的區塊鏈系統相同，後者沒有中央權力機構，自 2009 年成立以來，其公有區塊鏈網路對攻擊的抵禦能力極強。二、區塊鏈的交易方式藉由區塊鏈簡單交易範例來看看區塊鏈是如何運作的，如圖 2-3。首先，在兩方之間發起交易(1)。然後，將此交易建立成唯一的數據，並廣播到整個網路，等待驗證(2)。在驗證過程中，除其他外，檢查發送方/接收方是否適當以及同一交易沒有被重複進行(雙花)。在網路達成共識後完成驗證，並將雜湊處理過的交易訊息打包在"塊"中，以建立防篡改的記錄(3)。然後，用新的塊更新區塊鏈，這樣整個網路(所有節點)也擁有自己的區塊鏈最新副本(4)。最終，交易結束，轉移的數位資產、數據或訂單等，連同其來源和轉移事實的不可變記錄被接收(5)。圖 2-3 區塊鏈交易方式示意圖

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資料來源：Balint Penzes,A.K., Chris Gage,Tamas Dravai,Mat Colmer,BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY_Digital Transformation for High Productivity.ice Institution of civil Engineers, December 2018.(本報告譯釋) 在此過程中，沒有中央的第三方或會計人員可以對帳本進行任何更改，而無需網路的共識和驗證。因此，任何變更或新的交易都需要由網路利益相關者 (節點)批准並同意。只有強大的密碼技術才能實現共享數據的機制，並將不變的唯一性與資訊相關聯起來。這使區塊鏈上的嵌入式演算法可以確保交易不會重複。網路中每個節點上的區塊鏈副本都是相同的，並且會同時進行更新。還授予對數據的權限和可訪問性。不可避免地，為了使人們信任區塊鏈上記錄的數據，它還必須確保擁有前所未有的安全性。無可比擬事實是，比特幣的公共區塊鏈系統在存在的近十年中從未遭到駭客攻擊。第二節區塊鏈的原理[3, 5, 11] 用最簡單的話來說，區塊鏈由一個個區塊接鏈組成，鏈將可稽核數據儲存在稱為塊的單元中。每個塊均包含數據(任何值)，其自身的雜湊值(即透通過複雜演算法，生成唯一包含字母和數字的加密值)以及指向前一個塊的雜湊的指標，如圖 2-4、2-5。圖 2-4 區塊鏈結構與概觀 區塊鏈運作原理 有人發起交易 發起的交易被廣播到由 電腦稱為節點所組成的 P2P網絡。 驗證 交易由區塊鏈參與者 驗證。 驗證後，交易將與其 他交易合併為帳本， 創建新的數據區塊。 然後，以永久且不可更改的方式 將新區塊添加到現有區塊鏈中。 交易完成

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資料來源：世界經濟論壇[4](本報告譯釋) http://www3.weforum.org/docs/WEF_ Building-Blockchains.pdf 圖 2-5 區塊鏈帳本結構資料來源：本報告繪製公有制區塊鏈是一種去中心化日誌式資料庫，它記錄了區塊內不可變的交易，這些區塊隨著時間的推移而累積，並且每個區塊都包含一個將其鏈接到前一個區塊的雜湊值，例如隨著時間的流逝，經過驗證的交易區塊將被確認並嵌入其中分散式帳本。它是一種不斷增長的記錄列表，這些記錄被組合成塊，並使用加密技術彼此鏈接。區塊鏈在本質上就是一種記帳方法，以首先應用區塊鏈的加密貨幣比特幣來說，其作業流程，是經由比特幣網路中的各節點獨立記帳，但記帳的內容要保持彼此一致；網路中的節點，要負責整理資料，驗證資料，打包資料，還要再廣播出去，所以有獎金(例如比特幣)的獎勵機制(搶奪打包權俗稱為挖礦)。如圖 2-6 所示。區塊頭 _{前一區塊頭雜湊值} 時間戳難度隨機值梅克爾樹根區塊體數據 Hash1 數據 Hash2 Hash12 前一區塊後一區塊數據 Hash3 數據 Hash4 Hash34 Hash1234 數據 Hash5 數據 Hash6 Hash56 Hash123456

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圖 2-6 比特幣區塊鏈作業流程[5] 資料來源：蔣勇,文延等,"白話區塊鏈"碁峯出版社,2018.(本報告加註) 比特幣的發明人中本聰整合的技術包含加密技術、雜湊演算法、記帳方法、共識機制等等如圖 2-7 所示，其鏈的連接結構如圖 2-8 所示。圖 2-7 比特幣整合的資訊技術[5] 資料來源：蔣勇,文延等,"白話區塊鏈"碁峯出版社,2018. 所謂區塊事實上可以帳冊一頁頁來看待，幾張交易單加密打包，並經雜湊演算法得調代表區塊的摘要字元(區塊頭)再引入時間戳，而形成區塊鏈，其資料結構如圖 2-8 所示圖 2-8 比特幣區塊鏈的資料結構[9] ■ 搶奪區塊打包權 ■ 驗證交易事務 ■ 獎勵發行新幣 ■ 廣播新區塊比特幣錢包 Sec256k1 UTXO 白皮書核心用戶端挖礦梅克爾根

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資料來源：井底望天、趙國棟等,"區塊鏈與大數據: 打造智慧經濟"上奇時代,2018.

第三節區塊鏈的類型

目前區塊鏈主要分公共(或稱公有)及私有區塊鏈二種類型，其特性如圖 2-9 所示，其中私有鏈有時會再分出稱為聯盟鏈的類型。公共區塊鏈是指網路中的任何人都可以非經許可即參與其中(例如：比特幣網路，以太坊)；而私有或聯盟鏈則必須經許可參與網路(例如：Hyperledger Fabric, Corda)，其中參與者是已知的，例如供應鏈中的相關業者。

圖 2-9 區塊鏈基本分類特性

資料來源：Balint Penzes,A.K., Chris Gage,Tamas Dravai,Mat Colmer,BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY_Digital Transformation for High Productivity.ice Institution of civil Engineers, December 2018.(本報告譯釋) 二種類型關鍵區別在於，公共網路需要激勵參與者共同運行網路並驗證交易。例如，以比特幣區塊鏈來說，每個節點必須付出電腦運算能力，以競爭驗證新交易並將其添加到區塊鏈中的機會。因為一旦每個新區塊都完成並廣播到網路成為區塊鏈，實施新塊的節點將獲得新的比特幣以及交易費用的獎勵。此過程也稱為"採礦"，其中在驗證過程中會創建新的比特幣。由於網路是公共的，任何人都可以參與其中，因此還需要高度分散化，這使得網路可以高度靈活地抵禦駭客攻擊，但是相對較慢且難以實施整個系統更改。相反地，許可制私有網路是更為集中式的解決方案，就此網路治理的意義上來說，是由網路成員(節點)所共同驅動(這些成員是網路中已知的和經過驗證

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的參與者)。如此，可以參與者的業務關係為基礎來激勵參與者保持網路正常運行，而不用採取獎勵措施。再以下表來說明，公有鏈、聯盟鏈及私有鏈三種類型的去中心化程度，就可更了解適用的組織型態[12]。

表 2-1 各種類型區塊鏈的主要特徵

資料來源：Ganne, Emmanuelle,(2018).Can Blockchain Revolutionize

International Trade? (Geneva: World Trade Organisation). https:// www.wto.org/english/res_e/booksp_e/blockchainrev18_e.pdf 第四節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。因此物聯網所產生的大量數據已非比特幣的所構成區塊鏈網路所能處理，因此有各式各樣以比特幣原始區塊鏈為基礎，新的區塊鏈類型產生，以下主要分為三個演進世代稍作簡介，如圖 2-11。各種類型區塊鏈的主要特徵概述

去中心化程度公有鏈(Public) 聯盟鏈(Consortium) 私有鏈(Private)

管理無中心化管理複合組織單一實體存取不必許可許可許可不必許可許可交易的公開讀取╱_公開驗證交易的公開閱讀╱_認許驗證交易的許可或開放_{讀取/許可驗證}交易的公開讀取╱_公開驗證交易的許可閱讀/_驗證參與者匿名/假名匿名/假名識別的一般識別識別的以共識協議為基礎的驗證向網絡中的每個參與者開放在一定條件下向網絡中的每個參與者開放由預先批准的參與者(所涉及的所有組織) 取決於平台選擇的共識協議由預先批准的參與者(單一實體內部) 驗證速度慢較快快快快使用者的隱私層級無無根據參與者的需求_量身定制根據參與者的需求_量身定制根據參與者的需求_量身定制所需運算能力(能耗) 高(但依共識機制而異) 高(但依共識機制而異) 低低低交易費用有有可選-取決於區塊_鏈的規則可選-取決於區塊_鏈的規則可選-取決於區塊_鏈的規則擴展性低稍高較高較高較高例工作量證明(比特_{幣、以太坊)} 權益證明超級帳本 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}

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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

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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，每個區塊頭中透過梅克爾根1 連結區塊中眾多的交易事務，而每個區塊之間經由區塊頭雜湊值(區塊頭雜湊值就是一個區塊的 ID 編號)串聯起來。中本聰發明的這種資料格式，將連續不斷發生的資料分成一個一個的資料塊。在下載同步這些資料時，可以並行地從各個節點來獲得，無論資料先後，到達本地節點後再根據 ID 編號組裝起來。這種鏈條格式最大的特點就是一環扣一環，很難從中間去破壞。二、區塊鏈 2.0 隨著比特幣，大量區塊鏈實作案例相繼湧現。由於比特幣平行處理處理能力不強，也無法快速確認交易，更沒有智慧合約這種適應更廣的商業應用，這些有後發優勢的新成員在比特幣區塊鏈的基礎上做出了各種各樣的改進和最佳化，以適應廣泛的社會應用需求，最著名的就是"乙太坊"。乙太坊(Ethereum) 是一種新的去中心化區塊鏈協定，具備去中心化、開放和安全這三大特點，及可自行撰寫的智慧合約開發平台。乙太坊之所以能超越以往這些專案的限制，是因為其核心理念很簡單，就是一條內建圖靈完備程式設計語言的區塊鏈，允許在上面建立任何應用。乙太坊要實現的是一個內建了程式設計語言的區塊鏈協定：由於支援程式設計語言，因此理論上任何區塊鏈應用都可以用這門語言進行定義，進而身為應用執行於乙太坊的區塊鏈協定之上，而非像以往那些專案各自為政，分別定義自己 1 梅克爾根也稱為"梅克爾根雜湊值"，可以認為就是一個區塊中所有交易事務的集體身份證號。區塊1 交易事務區塊2 交易事務區塊3 交易事務梅克爾根第一個區塊頭雜湊第二個區塊頭雜湊梅克爾根第三個區塊頭雜湊梅克爾根區塊1 頭區塊2 頭區塊3 頭

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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

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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。第五節區塊鏈小結總和言之，區塊鏈技術的業務內涵，就是透過共識機制、密碼技術和分散式多帳本，形成多方共享的、不可篡改的、具有時間戳記的資訊鏈和交易鏈。從誕生至今，區塊鏈技術已經歷了三代演變。第一代區塊鏈技術中的比特幣底層技術，其核心就是解決了陌生參與方的多重信任問題，發展出了去中心化、不依賴協力廠商認證的防止多重支付的技術解決方案，大幅降低了中間交易和支付費用。從技術上來說，區塊鏈都可以做到完全去中心化，這也是第一代區塊鏈技術的最大特點。區塊鏈上的驗證節點可以任意加入，不受限制。每台驗證電腦享有完全平等的權力，共同參與全網的工作驗證和收益獲得的分配，其主要特點是每個節點(電腦)平等。第一代區塊鏈技術中的比特幣是公有鏈的常見技術表現形態。完全去中心化的目標是絕對的自由、絕對的隱私，是烏托邦主義者的理想。但從因效率不佳，對治理、經營實務有其矛盾與困難之處。第二代區塊鏈從技術上加強了執行效率，開始考慮用經過選擇的節點作為驗證機來形成系統共識。這個變化明顯會帶來效率的加強，交易支付的時間可以縮短到幾秒。形成系統共識。這個變化明顯會帶來效率的加強，交易支付的時間可以縮短到幾秒。第三代區塊鏈技術的核心是變「完全去中心化」為「有效去中心化」，也就是區塊鏈上的驗證節點受管理機構的限制，只有經過授權的合格節點才能成為驗證電腦(節點)，才能享有同樣的權益。其主要特點是以相對的平等換取一定的效率，優點是效率較高、更易商業化；主要代表是 Ripple、R3 等，技術表現形態多為私有鏈、聯盟鏈[9]。

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而因應智慧城市其中可用於收費的服務也逐漸增多。隨著城市物聯網(IoT) 基礎設施不斷擴展，各大中小企業自然而然地也開始加以利用。在這個發展過程中，期望可以使用合適的電子貨幣支付小額費用和小額購買，即進行小額支付。於是便出現了稱為 IOTA 區塊鏈技術(也有人稱此才是區塊鏈 3.0)，這是一種有向無環(DAG)的新型分散式分類帳(如圖 2-14)，克服了當前區塊鏈設計的低效率問題，在去中心化的點對點解決方案中導入了一種新的共識方法。例如，這種方法允許使用該技術進行支付生活開支的各種轉帳，而無需支付任何手續費，例如從停車費到洗車費或甚至是買一份三明治[13]。圖 2-14 傳統區塊鏈與 DAG 結構比較示意圖資料來源：https://kknews.cc/tech/jb5g5gq.html，《秒懂：區塊鏈技術革命—DAG 技術》

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第三章區塊鏈在各領域的應用

區塊鏈(Blockchain)是比特幣(Bitcoin)背後的技術，除應用於加密貨幣之外，還有很廣泛的應用，Baird 分析師 Colin Sebastian 提出了區塊鏈可能重大影響 13 個行業，它甚至可能威脅到線上零售龍頭亞馬遜(Amazon)的地位 [14]。一直以來，銀行較多在談論區塊鏈，然而，預測科技公司將會投入更多，部分原因是為了防範遭受衝擊，另一部分是區塊鏈也是可投資的機會。儘管，目前大多數區塊鏈相關的研究工作似乎都是新創公司、顧問和大型金融服務公司，例如：IBM、微軟、富達(Fidelity)、景順(Invesco)、凱捷 (Capgemin)、美國銀行、摩根大通(JP Morgan)等，都在招聘區塊鏈的專家及工作人員，預計科技和互聯網公司也將迅速投入區塊鏈領域。目前，區塊鏈技術領域最著名的公司是 IBM 及微軟，兩家公司都在開拓新的軟體應用程式，並與銀行合作。區塊鏈技術將以破壞性創新，對以下 13 個產業產生廣泛應用及影響：

1.物聯網(提升)：Internet of Things (enhancing)各裝置可利用區塊鏈直接溝通。三星(Samsung)與 IBM 正利用區塊鏈打造物聯網裝置的分散型網路。 2.共乘服務(破壞)：Ride-sharing (disruptive)一旦計程車司機與客戶可直接

聯絡，誰還需要 Uber 呢？

3.線上媒體與音樂(破壞)：Online media and music (disruptive)歌迷與音樂人可直接在區塊鏈上連結，誰還需要 Spotify 呢？

4.線上零售(破壞)：Online retail(disruptive)賣家與買家略過中間商直接在區塊鏈中直接連繫，藉由區塊鏈打造的「智慧合約」，理論上可就買賣雙方的可靠度和品質建立評比。也許這就是亞馬遜已開始應用區塊鏈之原因。 5.網路行銷(破壞)：Online marketing (disruptive)新創公司已建構不需中間

媒介的研發平台，可減少點擊詐欺(click-fraud)。

6.電玩遊戲(提升)：Video games(enhancing)數位遊戲使用虛擬貨幣，就像代幣(tokenized)的轉讓，允許人類如同以真實資產進行交易。新創公司 Gameflip 和 DMarket 已經注意到這市場的潛力。

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7.電競遊戲(提升)：eSports(enhancing)多人視頻電玩競賽愈來愈受歡迎，區塊鏈可讓人們下注和購買虛擬資產。 8.忠誠集點(提升)：Loyalty points(enhancing)零售商可藉區塊鏈技術提升客戶集點方案。 9.雲端儲存(破壞)：Cloud storage(disruptive)未來檔案儲存可能更安全且價格更低廉。一個名為 Filecoin 新貨幣可以分散式文件儲存，例如在其他的硬碟上租用空間。亞馬遜及谷歌 Alphabet 的雲端硬碟可採用區塊鏈來管理。 10.線上賭博(提升)：Online gambling(enhancing)線上賭博可從更安全的技術中受益，玩家資金無須存放在可能受攻擊的中間媒介。

11.資金轉移(破壞)：Money transfer (disruptive)跨國資金轉移變得更容易，可能衝擊傳統資金轉移業者。 12.數位錢包(破壞)：Digital wallets(disruptive)電子錢包(E-Wallets)可以更容易地支付收費、停車等等。新創公司 Innogy 和 ZF 就是搶攻該領域的市場。 13.社交網路(提升)：Social networking(enhancing)區塊鏈技術讓內容製造者發聲與取得費用更便利，並有助於身份管理。真的有太多產業或領域可以想像如何結合區塊鏈或加密貨幣的應用情境。第一節區塊鏈在金融服務的應用金融方面的區塊鏈應用有很多，因為區塊鏈的技術特點可以解決目前金融企業存在的很多缺失。因之金融業都是是區塊鏈和大數據充分結合的核心領域。接下來重點說明幾個典型的金融企業應用。一、中國信託區塊鏈信用狀交易[15] 中國信託商業銀行攜手奇美實業，在全球最大的區塊鏈信用狀平台，完成台灣首筆真實交易試行，這也是全球第一個橫跨歐亞的區塊鏈信用狀交易。

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這種平台在信用狀交易文件沒出錯的情況下，實體文件的傳遞，平均約需五天，透過區塊鏈技術、將之全部數位化，作業時間從五天縮短到一天之內完成，且大幅提升交易的安全性。除了快速、安全性提高，對進口商來講，還可節省「貨物比文件先到」時所需的倉租費用，有利其提高生產效率、快速搶市。圖 3-1 中國信託結合區塊鏈加速信用狀流程資料來源：盧子健,老貓測 3C,"中信攜手奇美區塊鏈信用狀交易開通，全台首例！" https://iqmore.tw/internationaltrade-lc-blackchain-ctbcbank 以上步驟大致可以拆解成 8 個步驟：1)進口商買家向銀行申請信用狀， 2)ING 銀行給予中國信託信用狀，3)出口商賣家依照合約出貨，4)向船務公司取得信用狀內所需要的相關文件，5)將相關文件交付中國信託，6)中信審核如果都達到信用狀內的要求則可自動放款，7)中信向 ING 請求代墊款項，8)進口商買家取得貨物。銀行業者解釋，一般進口商必須出示船公司或航空公司開立的提單才能領貨，不過，當貨品出口，船公司或航空公司會把提單交給出口商，再由出口商透過押匯行、開狀行，層層轉交給進口商。進口商得先支付款項給開狀行，才拿得到提單，因而可能出現貨物比文件先到的情況。此時，貨品必須先寄存港口或機場，衍生倉租費用。實體文件的層層傳遞，不出錯平均約需五天，如果文件出錯，來來回回時間更加可觀。區塊鏈技術具有多方協作、清楚溯源、難以竄改等特性，中信銀行與奇美實業合作的區塊鏈信用狀交易，由奇美出貨給波蘭的進口商，中信銀行擔任押匯行，荷商安智銀行(ING)擔任開狀行。

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上述交易是在一個由八家銀行共同建置的區塊鏈信用狀平台進行，八家銀行包括：中信銀行、滙豐銀行、荷商安智銀行、渣打銀行、法國巴黎銀行、國民西敏寺銀行、瑞典北歐斯安銀行、泰國盤谷銀行，使用金融區塊鏈聯盟 R3 的 Corda 技術，是目前全球唯一橫跨歐、亞兩洲，整合多個數位文件解決方案的區塊鏈貿易融資平台。國際大型企業如美國糧食商嘉吉公司(Cargill)、印度跨產業集團信實工業（Reliance）、澳洲礦業公司力拓集團(Rio Tinto)、中國深圳兆馳電子等，已利用該平台試行交易，貿易遍及 13 個國家。二、國內銀行推動跨行轉帳區塊鏈應用[16] 台北富邦銀行與其投資的金融帳聯網公司 AMIS 合作，透過以區塊鏈錢包 App 為基礎，進行客戶的支付與轉帳，並進行「跨行交易」，開啟金融創新里程碑。這項區塊鏈應用原本在該行員工與政大師生間試行，透過富邦行動銀行 App 使用「Lucky Pay」支付，初期交易僅限銀行內部帳戶交易，初步將擴大到與「台新銀行」進行跨行交易，進行免費轉帳與支付，目前已申請監理沙盒試驗，預計 2020 年上市應用。三、國泰金控利用區塊鏈與旅遊業異業合作[16] 國泰金旗下國泰人壽與易遊網及可樂旅遊合作，以創新商業模式及大數據分析應用，透過 API 串接與拋接資訊，首推「旅遊數數購」，讓客戶於可樂旅遊購買行程時續購旅遊險可一氣呵成。國泰世華銀行數位品牌 KOKO 與國泰產險亦共同推出「KOPlay 酷玩險」，讓用戶從投保、查詢到理賠事故通知一站式完成。另外也攜手旅遊體驗平台 KKda，在 KOKO LAB 概念店打造全新航空體驗空間「KKairline」，全方位打造旅遊金融生態圈。

四、保險業者合作建立聯盟鏈[17]

為鼓勵保險業創新，金融監督管理委員會保險局於 2020 年 3 月中旬同意國泰人壽、富邦人壽、新光人壽、南山人壽、台灣人壽、元大人壽、中國人壽、全球人壽、第一金人壽、國泰產險及富邦產險共 11 家保險公司作為先導公司，

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運用保險區塊鏈技術申請試辦「保全／理賠聯盟鏈」服務，自 7 月 1 日起，試辦 6 個月。業者說明，以往保戶申請保全契約變更或理賠服務，若同時持有多家保險公司保單，需要分別向各家公司提出申請，相當耗時費力；未來「保全／理賠聯盟鏈」上線後，保戶要更動保單地址、電話、電子郵件等個人資料，或是辦理醫療險理賠，只要在任一家參與試辦的保險公司申請變更，在平台內的其餘 10 家將自動更新資料。如此一來，不但可縮短保險公司作業時間，也為保戶免去舟車勞頓，且透過電子化服務更能有效節省紙張浪費，響應節能減碳展現綠色永續的社會責任，為保險業者、保戶、環境創造三贏局面。此外，監管機構保險局官員表示，同時將一併開放受益人可線上辦理健康險(醫療險)、傷害險(意外險)的醫療理賠，但排除團險及旅平險，且同樣也只需在任一家參與試辦的保險公司提出理賠申請即可。保經業者認為，此次保險公司合作「保全／理賠聯盟鏈」試辦服務，未來民眾買保險申請理賠變得更簡單，可消除過去不便申請多家保險公司理賠的最大痛點。第二節區塊鏈在數位資產的應用區塊鏈技術正被應用於智慧財產權版權、商標、專利等領域。透過以區塊鏈為基礎的數位版權管理(DRM)技術，對軟體發行的每一份授權許可或者著作人對作品的版權進行記錄和追蹤，使作者對本身的智慧財產權有更加強大的控制能力[9]。一、微軟推智財權管理區塊鏈解決方案[18] 微軟與諮詢公司安永(EY)合作，推出用以管理內容創作者、詞曲創作人、製作公司、開發商及其他創作者智慧財產權及版權的區塊鏈(blockchain)解決方案。微軟使用區塊鏈技術來簡化過去耗時又傷財的智財權程序，尤其是平均每月高達上百萬筆的交易量，同時涉及數十億美元的授權費用分配。

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目前為止，智財權管理一般是透過線下資料來源進行人力管理，但微軟希望能夠應用區塊鏈技術來增加整個流程的可信度以及透明度，同時也可去除人力作業成本及合作夥伴審查的必要性。如此一來可將授權費用分配流程由最高 45 天減至每天支付一次，同時省去那些經常低估創作者價值而飽受批評的中介者必要性。以內含音樂剪輯的電玩遊戲為例，可能需要將版權費用分配給軟體開發商、音樂創作者以及表演者，但變化頻繁的版權也使得究竟誰可獲得費用往往不太清楚。微軟的解決方案基層網路是建置在分布式系統(Quorum)區塊鏈協議、微軟的 Azure 雲端基礎建設上，將有助於管理內容創作合約並減少人工核對授權費用成本的必要性，同時提供整個交易流程及授權費用歸屬的即時性及透明性。一旦微軟的區塊鏈解決方案得以普及並廣泛使用在其他領域，例如娛樂產業、出版和製作公司、遊戲和軟體開發商等，預期將可處理每天上百萬的交易量，成為全球最大企業區塊鏈系統之一。二、數位資產交易[9] 1.Ascribe:藝術品數位產權將智慧財產權和區塊鏈相結合是目前的熱點之一，已有多家公司使用區塊鏈技術來註冊和阻止版權侵權。其中 Ascnbe 讓藝術家們可以使用區塊鏈技術來宣告所有權，發行可編號、限量版的作品，可以針對任何類型藝術品的數位形式。它甚至還包含一個交易市場，藝術家們可以通過他們的網站進行買賣，而無需任何中介服務。Ascribe 還是最早透過支援 Creative Commons 許可的區塊鏈服務。 Ascribe 可以在藝術家發佈作品時確保對所有權的宣告是安全的，買家可以收集並真正擁有這些數位作品。透過 Ascribe，買賣數位產權將變得和交易實物產權一樣簡單。讓任何智慧財產權及任何物件交易，無論在地球的什麼地方，只要透過電子郵件就可以做到。 2.Colu 數位資產交易

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Colu 是首家允許其他企業發行數位資產的企業，他們可以將各種資產代幣化，並且當在區塊鏈上儲存資料過大時能夠將資料儲存在 BitTorrent 的網路上。Colu 允許使用比特幣區塊鏈在網際網路上建立一種數位資產層。開發者完全不需要瞭解比特幣的相關資訊，就可以為各種用途發行或者管理數位資產，從金融領域(如股票、債券、有價證券等)、記錄(憑證、版權、文件)到所有權（即使是門票、優惠券、禮品卡等）。 Colu 已經和德勤建立了合作夥伴關係，並且宣稱已經被 20 多個系統所接受，Warranteer 就是其中之一。 3.Warranteer :雲保證書 Warranteer 使用 Colu 讓產品品質保證書從紙張形式變成區塊鏈形式，隨時確保它們是最新狀態並容易傳輸。他們的客戶已經包含 LG 和 GoPro。 eWarrantly 革命已經進入純粹的數位時代，為保證書設立新的安全標準，並把所有的電子保證書儲存在雲端。 4.Mediachain :數位媒體作品嵌入式版權 Mediachain 是總部位於紐約的區塊鍵初創企業，要解決的問題是幫助數位媒體作品的作者將自己的作品打上版權標識。其初步設想是提供工具，讓希望分享數位媒體的人找到自己喜歡的作者。 Mediachain 的核心產品是個資料協定，內容創作者透過它可以給自己的作品附加資訊，並把該資料打上時間戳記放到比特幣的區塊鏈裡，然後放到吸收了區塊鏈技術的分散式檔案系統(InterPlanetary File System,lPFS)上。這是一個整合了區塊鏈技術各方面特徵的分配式的檔案系統。三、原住民藝術品導入區塊鏈認證[19] 由花蓮新社的噶瑪蘭族(Kavalan)工藝家杜瓦克．都耀與纖維藝術家陳淑燕共同創作的竹藤藝術品「乘風揚帆」，是全球首件透過區塊鏈技術認證、數位資產化的原住民創作。本件原住民創作，透過台灣區塊鏈新創業者 IDGO 所開發的智財保護授權服務，將創作歷程保存於區塊鏈上，並發行代表該件作品的區塊鏈證書，作為作品所有權的證明。

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圖 3-2 竹藤藝術品「乘風揚帆」資料來源：江明晏,全球首例原住民藝術品導入區塊鏈認證, 中央社.2019/07/25. https://www.cna.com. tw/news/afe/20190725 0282.aspx IDGO 技術團隊表示，透過區塊鏈進行認證，可為藝術創作歷程提供便利、經濟的永久紀錄，讓創作者能以此佐證原創性，保障其智慧財產權；同時，證書的可移轉性，可用於智財權利的移轉或授權使用上，也有助於克服藝術品交易過程常見的真偽鑑識問題，使創作內含的真正價值得以彰顯，促進藝術品流通市場更加活絡。圖 3-3 區塊鏈數位資產運作流程圖[20] 資料來源：楊明仁.運用區塊鏈技術，原來數位藝術交易可以變這麼簡單.2016/12/28 Available from: https://blog.tibame.com/?p=2638.

第三節區塊鏈在農業物流的應用[21] 在農業物聯網的領域上，區塊鏈(Blockchain) 技術有其重要發展性，具有去中心化、不可修改、透明化等特色，符合溯源履歷所需之特性。根據美國農業信用系統的合作銀行(CoBank)發布最新報告「區塊鏈：農業供應鏈將面臨改革」指出，農業商務對區塊鏈技術的興趣日益增加，有愈來愈多企業意識到區塊鏈技術的資料管理能力，可大幅提升供應鏈的效率並減少交易中的摩擦。

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一、國際大廠注重區塊鏈技術在食品安全應用的發展潛力

國際資通訊大廠 IBM 也看準區塊鏈技術在食品安全應用的發展潛力，發展名為 IBM Food Trust™的平台，為透過區塊鏈技術滿足能見度(visibility)及責任歸屬(accountability)之食品生態系統，透過許可(permissioned)、永久 (permanent)、共享(shared)的資料紀錄，串聯生產者、加工者、經銷商和零售商；強調可在幾秒鐘內追蹤產品，減少交互感染、擴散、食物回收等不必要的浪費和成本；另透過對供應鏈資料的能見度，改善產品新鮮度、延長上架時間及減少產品損失；目前依企業規模不同，參與平台之費用從 100〜5,000 美元不等。一、美國農業區塊鏈的應用目前美國的跨國零售企業 Walmart 已告知其蔬菜供應商，必須在 2019 年 9 月前整合與 IBM 合作建立的區塊鏈追蹤系統，而法國連鎖超市家樂福 (Carrefour) 也參與 IBM Food Trust™平台，方便顧客追蹤農產品從生產者到超市的完整過程。

圖 3-4 IBM Food Trust™平台

資料來源：https://www.slideshare.net/bluecrux/build-a-supply-chain-40- ecosystem-using-blockchain/9

產品溯源可透過區塊鏈進行交易相關數據的收集，亦可有相當多元的應用模式，例如 BlockGrain 及 AgUnity。BlockGrain 提供交易平台可自動完成從生產者到消費者的交付流程，交易數據被收集並在供應鏈的每個環節加註時

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間，而每次交易發生時，有相關參與者可及時更新資訊，進而提高生產力，同時管理庫存及自動化。AgUnity 的區塊鏈平台記錄作物和交易的所有細節，使農民和合作社能達到公平與平等，在肯亞和巴布亞紐幾內亞的測試期間，使用其 App 的當地農民一季內平均增加三倍的收入，另也提供相關商品和服務，如太陽能燈、小額信貸和保險，都可以在 App 上取得。三、國內業者應用區塊鏈於農業溯源管理國內亦有業者將區塊鏈技術應用於農業溯源管理上，例如 DTCO、奧丁丁。 DTCO 是一家提供區塊鏈服務的公司，包括智慧財產權交易、供應鏈管理、能源、市場及貿易，其利用區塊鏈，鏈結線上或線下各種生產者、合作夥伴、通路、設計者、供應者、記錄地點、庫存等資料，建立起一個可追溯的系統，使用者可以透過區塊鍵交易紀錄(Blockchain Transactions)，譲供應鏈環環相扣而自動形成溯源履歷，促進供應鏈的透明化。奧丁丁推出食品區塊鏈溯源系統 OwlChain，透過區塊鏈技術可打造出公開透明，且不可竄改食品履歷溯源系統，消費者僅需掃描 QR Code 食材包裝袋，即可看各種生鮮食品生產過程。四、智慧農業生產及商務應用[22] 國際上糧食供求長期仍將保持供給的平衡狀態，但仍須保障國家糧食安全供給將是一項長期工作。通過在本領域應用區塊鏈技術，可以有效提高糧食安全生產的保障水準。比如將土地登記放到區塊鏈上，實現不可篡改，可以保障耕地的有效控制。將各地糧食生產數據實時放到區塊鏈上，可以掌握更加真實的統計數據。又隨著農業物聯網的普及、大量傳感器的應用，農業生產將真正實現精細化、精確化以及工廠化，同時應用區塊鏈智慧合約特性，加上人工智慧和智慧農業的發展，可以實現完全智慧化的農產品電子商務，實現農業生產和消費的供需平衡，實現現代化智慧化的計畫農業。此外大數據時代，通過數據的共享、處理來加強數據的有效利用是主題，區塊鏈是一種不可篡改、全歷史、強背書的數據庫儲存技術，通過區塊鏈可以有效保障數據提供者的合法權益和私密性，促進數據所有者的共享動力，提升

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數據的流通性，可以在各相關方在確保遵循合約各項條款的情況下，自動和動態地分享數據的資訊和狀態。第四節區塊鏈在醫療領域的應用近年來，很多國家都在積極推進醫療大數據的發展，不僅傳統醫療機構在推行醫療資訊化，製藥企業也試圖透過部署和使用大數據來節省高昂的研發成本。而網際網路大廠忙著對醫療領域收購投資，還有如雨後春筍般崛起的可穿戴裝置製造商也在幫助人們利用大數據實現自我健康管理。醫療企業成為率先邁入大數據時代的傳統企業之一。醫療健康大數據的想像空間很大，但距離實現還有一個漫長的過程。至少從目前來看，國內醫療機構之間資訊資料互不流通的問題依然嚴重。大數據應用於醫療健康領域，面臨的最大挑戰是資料收集，其背後是資料隱私、資料安全以及資料可信度等一系列關鍵問題。因此，區塊鏈在醫療健康領域首先應用的關鍵不是效能，而是保障資訊資料的安全和隱私。一、美國推動區塊鏈於健康照護數據應用計畫

2016 年 IBM Watson Health 和美國食品和藥物管理局(U.S. Food and Drug Administration, FDA)宣布一項研究計畫，探索區塊鏈科技在健康照護數據的應用，首先關注腫瘤數據。美國政府為了完善國內的醫療照護數據共享系統，規定全國推行電子病歷(electronic medical record, EMR)，一些隱私性和安全性問題卻讓效果大打折扣。為此，IBM Watson Health 於 2017 年 1 月與美國 FDA、11 月與疾病控制和預防中心(CDC)簽署協定，使用區塊鏈技術以安全且去中心化的方式進行健康數據共享，專注於區塊鏈和 AI 及其組合潛力，提供更有效的醫療照護[23]。

DeepMind 是由人工智慧兼神經科學家 Demis Hassabis 等人聯合創立的前端人工智慧企業，其將機器學習和系統神經科學的最先進技術結合起來，建立強大的通用學習演算法。DeepMind 欲將其演算法應用到醫療保健企業，包含計畫在 5 年內使用機器學習處理英國國家醫療服務系統(NHS)的資料。雙方簽署了一項為期 5 年的協定。然而，這也引發了針對患者隱私資料的爭論。於是開始

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認真考慮採用區塊鏈技術。如果使用者透過區塊鏈能真正擁有其醫療資料並控制授權範圍，那麼 DeepMind 便可以清晰地告知消費者和監管者：「使用者實際擁有他們自己的資料，我們只是使用者。」這可能是 DeepMmd 在其醫療區塊鏈專案中的策略。同樣的方式也適用於基因測序領域。區塊鏈測序可以利用私密金鑰限制存取許可權，進一步規避法律對個人取得基因資料的限制問題，並且利用分散式運算資源低成本完成測序服務。區塊鏈的安全性讓測序成為工業化的解決方案，進一步推進資料的巨量增長[9]。二、區塊鏈在醫療領域其他應用區塊鏈在醫療領域其他應用還包括醫療供應鏈，舉如醫療設備和藥品採購等，產生融資租賃和供應鏈金融。另一用途是預防偽藥，透明和可追溯為關鍵，儲存在區塊鏈上數據讓各方稽核追蹤藥品、追溯原料來源，且無法為己利操縱數據。就美國而言，藥品分銷模式由製造商、批發商和藥店構成，當前供應鏈碎片化，無法確認藥品來源。區塊鏈符合藥品供應鏈安全法案(drug supply chain security act, DSCSA)要求，包括藥物追蹤、產品驗證及向利益相關人通知非法藥物，舉如 BlockRX 計畫，利用分散式數位帳本管理藥物開發生命週期，加入智慧合約以減少欺詐，偽藥較難進入市場[23]。 Block Verify 是一家以區塊鏈技術為基礎的防偽方案服務商，目前能夠鑒別的類目包含偽造品、調換品、被偷商品、虛假交易。除了奢侈品、寶石、電子產品之外，該公司的服務還可以用於藥品追蹤。尤其藥品的品質是否能夠保障，真偽是否能夠鑒別，異常重要。但從藥品生產製作到經銷商，再到各大醫療機構及患者手上，其中流通環節過多，如何控管成為了首要問題。 Block Verify 用區塊鏈技術解決了這個癥結，與編碼防偽技術類似，運用區塊鏈技術防偽的藥品，在其包裝盒表面內嵌一個特別的驗證標籤，應用區塊鏈記錄不可篡改、共享安全可靠的屬性，可以有效確保藥物的合法性和真實性。除了還可以實現對藥物的溯源追蹤，提供全球藥物被製造出後，透過登記，公司能夠對藥物流通的全部供應鏈環節實現即時監督，轉換成為完整的藥物品質監察解決方案[9]。

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三、台北醫學大學推出醫療區塊鏈作業系統

我國也早在 2016 年 9 月設立臺灣金融科技協會，結合電信、金融、科技、醫療/生技、製造/供應鏈、物聯網等，共同建立國家級區塊鏈聯盟。2017 年科技公司 Digital Treasury Corporation(DTCO)攜手台北醫學大學附設醫院推出醫療區塊鏈作業系統「智鏈護照」，因應病歷局限於各醫院，無法跨院、跨診所共享。患者保險請領費時，須先申請紙本就醫證明，病患不得不在醫院與保險公司之間兩頭跑等痛點。圖 3-5 台醫學大學病歷上鏈：保險理賠、轉診不用再等資料來源：今周刊,"區塊鏈生活強應用",1192 期, 2019.10.28 將醫院、診所、病患都放在同一資訊平台上，病患可自由選擇把特定資料分享給平台上的任何對象，假如沒有病患授權，則其他人能看到的資料，都是加密後的亂碼，將資料權限返回到病患身上。病患不僅可自行查閱，還可授權給特定機構調閱，列印轉診後的醫院、診所。就醫資訊數位化後，與投保資料一併放上區塊鏈平台，保險公司可即時對照、讀取，大幅縮短賠付作業流程與所需時間。

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第四章區塊鏈在營建業的應用

毫無疑問，區塊鏈成熟應用時機已經來臨，為產業提供了更有效、更透明、更具生產力和更永續的巨大機會。但是，營建產業中業主、顧問業者、營建業、建築師與工程師等等專業人士該如何開始學習、思考運用這一技術及潛力？本報告初步從國內外文獻了解到，透過區塊鏈技術可為營建業在專案執行過程中利用智慧合約、支付和計畫管理、採購和供應鏈管理、BIM 和智慧資產管理帶來機會與效益，當然不可否認還有導入實施方面的挑戰。哈佛商業評論也曾針對營建產業應用區塊鏈提出看法，認為：營造業是一很傳統實務做法產業，對導入區塊鏈的時程一定比金融、醫療等產業慢；雖然營造業在施工或者設備等等都有先進的技術，但這個行業非常重視關係，有許多家族企業和私有公司。挑選承包商和轉包商時，根據的可能是已存在數十年的關係。並指出，極少資金(低於營收的 1％)投注在管理複雜營造專案所需的前期訂約和技術基礎設施(航空業和汽車業的這個數字是 3.5％至 4.5％)。其成本絕大部分都花在興建過程中，包括人員和材料上。

其中受訪的營建領導業者 Sweetbridge 公司的執行長 Scott Nelson 也認為，營造業很適合使用以區塊鏈為基礎進行專案管理方式。尤其營造專案有良好結構，以合約為基礎。目標很明確：準時完工、符合規格，避免修改重做。典型的專案管理技巧仍然有效，但若採取更加分散化而靈活的做法，對專案很有好處，這種做法的透明度很高，各方因為區塊鏈的可信任關係，可以因為所做的工作成果準時獲得報酬，業者也可以省去中介機構的時間與成本[24]。第一節營建產業現況與資訊科技[3, 11, 24] 營建產業通常被列為世界上最零碎(無條理)、影響最大的產業之一。這種現象的最好例證是世界上所有那些高度零碎、分散和複雜的供應鏈的重要基礎設施計畫。例如，倫敦的橫貫鐵路計畫光來自英國本身就有 700 多個各種供應商，或杜拜的哈里發塔(Burj Khalifa)在施工高峰時期，有來自 100 多個國家的 12,000 多名工人在現場。要管理這樣一個廣泛的供應鏈，追踪正在進行的工作進度、排程、成本和付款，需要大量的精力和資源。在這些極具挑戰的營建

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計畫上，在不同階段都經歷了不同形式的錯誤、延誤和事故。數十年來，營建產業缺乏問責制一直是個持續的題，而且由於利潤率受到極大擠壓，企業自然會尋找偷工減料的方法，並在最後失敗時千方百計推卸責任。但不可否認的對於所有國家而言，營建產業都是經濟持續增長主要驅動的火車頭產業。它確保和維護關鍵資產，促進增長並維護基礎設施，以實現持續的經濟和社會發展。營建業是世界上最大的產業之一，以英國為例 2010-2016 年間對英國的國內生產總值(GDP)貢獻了 6.1％(我國為 2.5%)。主要國家營建生產毛額占 GDP 比率下表 4-1 所示：表 4-1 主要國家營建生產毛額占 GDP 比率單位：％國別 2011 年 2012 年 2014 年 2015 年 2016 年 2017 年 2018 年中華民國 ROC 2.7 2.6 2.6 2.5 2.4 2.4 2.5 日本 Japan 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.8 ... 南韓 Korea,South 5.9 5.8 5.0 5.2 5.7 5.9 ... 土耳其 Turkey 5.0 4.9 9.2 9.3 9.7 9.7 8.0 美國 United States 3.7 ... 3.8 3.9 4.1 4.1 ... 加拿大 Canada ... ... 8.0 8.1 ... ... ... 墨西哥 Mexico 6.6 6.6 7.6 7.7 7.8 7.7 ... 瑞典 Sweden 5.8 5.3 5.6 5.8 6.1 6.4 6.4 芬蘭 Finland 6.8 6.9 6.3 6.4 6.9 7.0 7.2 挪威 Norway 5.9 5.9 6.0 6.3 6.6 6.7 6.6 冰島 Iceland 4.5 4.4 5.2 5.3 6.8 ... ... 丹麥 Denmark 4.8 4.8 4.6 5.0 5.2 5.3 5.8 英國 United Kingdom 6.9 6.0 5.9 6.0 6.0 6.1 6.1 愛爾蘭 Ireland 2.8 1.6 2.5 2.1 2.3 2.7 2.8 德國 Germany 4.4 4.7 4.5 4.6 4.7 4.9 5.3 奧地利 Austria 6.8 6.8 6.4 6.2 6.3 6.4 6.4 瑞士 Switzerland 5.4 5.5 5.3 5.5 5.5 5.4 5.3 比利時 Belgium 5.8 5.9 5.5 5.3 5.3 5.2 5.3 盧森堡 Luxemburg 5.6 6.2 5.7 5.5 5.5 5.2 5.4 法國 France 6.2 6.3 5.7 5.5 5.4 5.6 5.6 荷蘭 Netherlands 5.5 4.9 4.3 4.3 4.4 4.5 4.8 捷克 Czech 6.7 6.3 5.5 5.6 5.5 5.3 5.6 波蘭 Poland 7.9 7.8 7.8 8.0 7.0 7.0 8.0 希臘 Greece 4.5 2.1 2.4 2.1 2.5 2.3 2.5 義大利 Italy 6.0 5.9 4.8 4.8 4.7 4.7 4.7 葡萄牙 Portugal 6.3 5.1 4.1 4.1 3.9 4.0 4.0 西班牙 Spain 11.5 8.6 5.6 5.7 5.9 6.1 6.5

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澳大利亞 Australia 7.7 7.7 8.7 8.5 8.2 8.1 ... 紐西蘭 New Zealand ... ... 6.3 6.6 6.9 ... ... 資料來源：OECD 網頁、行政院主計總處(https://www.moi.gov.tw/files/site_node _file/7418/04.%E7%87%9F%E5%BB%BA.pdf。然而，這項產業的生產力和有效性經常受到質疑。根據麥肯錫的研究，數十年來營建生產力一直持平，而在製造業中，同期生產力幾乎成長了二倍，並且還在繼續提高。當然，營建產業的本質非常不相同，但是產業確實需要更有效力才能跟上全球經濟腳步。英國土木工程師協會 ICE 的《專業技能》(2018 年)報告中指出，數位科技的導入，將能為營建產業繼續帶來機遇與挑戰，以及在未來幾年將對專業技師在基礎設施資產的建設和營運中產生深遠的影響。尤其指出區塊鏈破壞性創新潛力和應用區塊鏈技術的知識和經驗[11]。數位化是此一發展的一部分。多種不同的建模工具和軟體使設計過程更有效，並且計畫和文件管控制有更多的互動。也許最大的變化就是運用了建築資訊模型(BIM)。它使設計過程更加整合，並且進行過程也在幫助建構了所營建的資產各個方面的數位化描述。業界預計在 5 年內，將有 61％的公司在其大部分計畫中使用 BIM。但是，BIM 並不是產業中唯一的重要發明。採用無人機、智慧傳感器和 3D 打印的物聯網(IoT)都在影響整個產業。例如，許多公司已經開始探索虛擬實境 (VR)和擴增實境(AR)來為客戶展示結構和設計進度。隨著這些工具變得越來越先進，工程師可以以 BIM 模型為基礎進行品質檢查，並將與竣工結構進行比較。不同的 VR 工具也可以於各種培訓為目的運用。總而言之，可能性是無止境的，而其效益也是巨大的。此外，無人機現在能夠進行結構和土地測量(COWI 已使用該技術對橋樑和其他大型基礎設施進行維護檢查)。智慧傳感器還用於(並且越來越頻繁地使用) 收集有關基礎設施資產在其整個生命週期中的營建和維運的數據。這些傳感器透過與物聯網(IoT)的相互連接，而提供了更大的價值，可以實現大規模的即時數據收集和管理。

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所有這些創新正在引領產業邁向更高生產力，更有效管理的數位時代，在此時代，實時數據和計畫報告將成為大型計畫和基礎設施開發的關鍵要素。但是，可以說該產業的數位化成熟程度不足以受到這些變化的影響。事實上，近幾十年來，科技發展迅速成長，這對客戶、設計者、承包商和 21 世紀計畫的整體管理提出了很高的要求。總而言之，不可避免的數位化即將到來—無論該產業是否因而做好準備—那些能夠有效地將新科技應用於其業務案例的人無疑地在競爭者中獲得優勢，並增強為客戶提供的服務。為了解決營建領域的"痛點"，英國和紐西蘭的研究[3, 11]，都建議持續探討區塊鏈，以促進營建業主並使參與計畫所有參與者之間的流程更具效率、透明和更具問責性。第二節營建業應用區塊鏈的潛力一、國外對營建業導入區塊鏈的評估既有營建業導入區塊鏈應用案例，已知對經濟效益產生影響。其中一些可以通則方式直接應用於營建產業，另外有些可以客製化應用方式作為重要基礎建設計畫。有關可能的應用，英國土木工程師協會報告建議分為三個主要部分 [11]： ˙支付和計畫管理 ˙採購與供應鏈管理 ˙建築資訊模型和智慧資產管理圖 4-1 區塊鏈促進營建產業的三種特性

資料來源：Balint Penzes,A.K., Chris Gage,Tamas Dravai,Mat Colmer,BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN THE CONSTRUCTION INDUSTRY_Digital Transformation for High Productivity.ice Institution of civil Engineers, December 2018.(本報告譯釋)