第三代网络关键技术!什么是区块链、种类有哪些?
区块链是一种纪录资料的技术,如同一个「分布式帐本」,随着越来越多应用场景出现,开始出现公有链、私有链、联盟链等分类,他们是什么又有什么特色
什么是区块链
究竟什么是区块链(Blockchain)区块链是一种纪录资料的技术,如同一个「分布式帐本」,具有去中心化(Decentralized)、公开透明(Transparency)、不可篡改(Immutability)、可防范恶意攻击等特色。
在旧有的金融体系中,若交易由中心化机构掌管,交易纪录被攻击、篡改的可能性也相对高。藉由分散式帐本技术,若交易纪录需被变更,需要由超过半数(51%)电脑验证该交易纪录是假交易纪录,才有可能更动。
分散式帐本技术被称为「区块链技术」,交易纪录会依时间顺序,被统一记在「区块(Block)」上,「区块」像是透明的保险箱,用密码保护纪录下来的资料,这些区块以密码学加密上锁,所以任何人都可以查看,却无法随意窜改。
各个区块连在一起形成「链(Chain)」,扮演着链结与排序的作用,让使用者在读取资料时,能够依据区块顺序,得知资料写入的时间排序,区块链也被视为第三代互联网(Web3)背后的重要技术。
区块链如何运作
在区块链的系统中,需要使用者共同纪录每笔交易到帐本上,负责验证、纪录交易的电脑称为节点(node),当新的交易纪录被记在其中一个帐本上时,其他节点也需要对交易进行验证,并同步更新其帐本副本,这个同步的过程也被称为「共识(Consensus)」。
为了鼓励大家协助记帐,区块链上也设计了奖励机制,帮忙验证区块上资料、维护共同总帐(记帐)的人称为矿工(miner),矿工在抢夺记帐权的过程就是挖矿(mining),抢到记帐权的矿工,就可以获得加密货币作为奖励。
以「比特币区块链」作为例,假设今天A支付比特币给B,当A发起交易,这段交易就会被广播到比特币区块链上。这时,所有矿工(节点)就会一起验证这段交易的真实性。如果验证成功,那交易纪录就会被编写进新的区块中,成为比特币区块链中的一部分。而第一位验证成功并编写这个新区块的人,就会获得一定量的比特币作为回报。
一次搞懂三大区块链种类
区块链技术发展至今,已经有上百条区块链被创造出来,可以大致区分为公有链、私有链和联盟链三大类型。
公有链 私有链 联盟链 中心化程度 去中心化 部分中心化(强) 部分中心化(弱) 节点组成 任何节点 特定组织或机构 多个组织或机构 节点记帐权限 无须许可均可参与 获得许可之节点(私有链所有者) 获得许可之节点(联盟成员协商) 节点读取权限 无须许可均可参与 限受邀之节点 相关联之节点 共识过程 无须许可且匿名 须许可且身分已知 须许可且身分已知 激励机制 须有激励机制 不须激励机制 视组态可选择 资料被窜改可能性 低 较高 较高 交易输送速度 慢 快 快 效率与成本 效率低且成本高 效率高而成本较低 效率高而成本较低 典型案例 比特币、以太坊 Quorom R3、Hyperledger
公有链
公有链(Public Blockchain)是公开且大众都可以参与的区块链,前述的比特币是最典型的公有链,此外以太坊、Solana也是属于公有链。
任何人都能参与公有链系统的共识过程(Consensus),成为系统中的节点,并自由地加入与退出,公有链上所有数据记录皆公开、透明,是不受中心机构控制的区块链,并有以下四大特点。
1. 去中心化:链上使用者的权益,不受任何机构控制,人人都能读取数据、进行交易,并进行有效性的确认。
2. 交易数据公开透明:链上的所有交易纪录,都可以透过区块链浏览器查询,每位参与者都能看到所有帐户的余额和交易活动。
3. 数据难以被窜改:公有链的数据经过共识过程被加到区块链后,同时被所有的节点共同记录,并透过密码学保证前后互相关联,窜改难度与成本高。
4. 运算效率较差:公有链的数据需要经过所有节点的确认才能被添加到区块链上,因此效率比较差。
私有链
当越来越多人开始探索如何把区块链用在更多场景时,便开始出现组织化的想法,例如将节点减少、也不需要挖矿的做法,兼顾区块链可信任、可追溯的特性,同时透过较少节点、较高效率达成共识机制,于是私有链就诞生了。
私有链(Private Chain)只开放给特定人使用,获得授权的人,才能成为私有链的节点。摩根大通集团(JP Morgan)推出的Quorom是私有链的经典案例。
私有链需要预先指定几个节点为「记帐人」,链上的共识过程由所有记帐人控制,记帐人拥有记帐权,而其他节点可以交易,但是没有记帐权,在权限方面有明确的层次结构,因此,这类区块链被认为是「部分去中心化」,私有链有五大特点。
数据运算效率佳:由于权限掌握在特定的人或组织手中,私有链的记帐和交易速度都比公有链快上许多。 数据隐私性较高。 若有问题可以透过人工处理,例如找记帐人进行修复。 握有权限的人可以修改交易规则。 部分去中心化的属性,更像是一个区域网络,应用范围有限。
联盟链
私有链适用于企业与组织,运用于内部的企业管理、财务审计,银行清结算等。更进一步,联盟链(Consortium Blockchain)让同性质的企业、组织之间的价值交流成本降低,同时也提升流通效率。
联盟链(Consortium Blockchain)在读写权、记帐权与共识过程上,与私有链一样都是有所限制,并且由预选的几个节点(组织)所控制。因此,联盟链也一样具有成本较低、效率较高、数据安全性较高的特点。在某种程度上,联盟链也属于私有链的一种。
联盟链与私有链最大的不同在于,联盟链是为「联盟」服务的,比如为一个专属产业服务;而私有链则是为组织服务,比如为一家公司内部服务。
联盟链上的各个节点,通常有对应的实体机构,只有得到联盟的批准才能加入或退出系统,适用于不同实体组织之间的B2B交易。
举例来说, A银行开发一个基于联盟链的系统后,其他14家银行也可以作为联盟成员,加入这个系统,每间银行成为其中一个节点并获得相对应的授权,得以即时和不同银行进行支付、结算、清算,大幅减少人工参与,提升效率也降低成本。
2015年成立的「R3 区块链联盟」是典型的联盟链,目前已经有数十家国际银行和金融机构加入,包括摩根大通集团、高盛集团、花旗银行、瑞士银行等。
如何选择区块链
不论是哪一种区块链,都是分散的对等网络,也就是说,从区块链本身架构和属性的角度来看,无论在公有链、私有链或其他公共分布式帐本平台上,都有着不可窜改、去中心、效率提升的特点,只是程度上的不同。区别主要在于:谁被允许参与网络、执行共识过程和维护分类帐本。
区块链的应用场景越来越多元,从个人投资到企业经营、产业结盟,以及跨国非营利组织与政府单位的治理等等,也推进了区块链的新技术与新兴区块链类型的产生。
个人、企业或组织可以根据节点的匿名性、开放参与的程度,以及自身与个节点之间的关系等等面向,作为权衡的考量,依照自己的需求场景,去选择合适的区块链进行交易,或者是开发、导入。
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