《圖解區塊鏈》原理篇 Part 1

延續上一篇透過帳本演變、價值轉移、信任問題去解說區塊鏈背後的故事以及欲解決的問題。

第二章著重於說明區塊鏈技術常見或常用的專有名詞，透過比較不生澀的方式讓讀者容易理解其背後的原理及理論。

那就進入這篇的主題囉～

用故事講區塊鏈

在 NASDAQ 成立之前， 人們用自行車帶著裝滿債券的包包在華爾街來來回回，就是為了盡快完成清算業務。書中提到 1960 年代時，華爾街的交易所只交易 4 天，且每天只開放交易 4 小時，也是為了能讓處理清算業務的速度跟上交易量。

但是隨著交易需求越來越多，清算業務越來越繁重，於是中心化的美國存管信託和結算公司 ( 即 Depository Trust and Clearing Corporation，以下簡稱 D.T.C.C. ) 誕生了，為華爾街的交易所提供後台服務。

演變至今，區塊鏈去中心化的分散式系統可以避免掉一些中心化機構帶來的弊端。

區塊鏈就是一個分散式的帳本，每個節點都能顯示總帳、維護總帳而且不能篡改帳本。

區塊鏈本身是一系列用密碼學技術來產生互相關聯的區塊 / 資料塊。

中心化 ( Centralize ) V.S 去中心化 ( Decentrlize )

由上圖左側可以看出，這個過程雖然是人與人之間產生的交易行為，但是整個交易都是有中心化的機構展開，所以一旦中心化機構出問題就會導致人與人之間產生的交易行為也出現問題，甚至無法再繼續這樣的交易行為。

而上圖右側可以看出，人與人之間的交易行為完全不用透過中心化的機構就可以被實踐。

分岔 ( Fork )

在中心化的系統中，版本升級是非常容易的事，官方公司會把應用程式優化好後提供給用戶下載。

但是在去中心化的系統中，因為採用 工作量證明機制 ，所以區塊鏈升級並不是那麼簡單的事，甚至一言不和就導致分叉。挖礦過程中，必須所有礦工都遵循相同的機制才能保證區塊鏈數據的唯一性。反過來說，如果礦工們不遵循相同的機制，就會出現分叉。

硬分岔 ( Hard Fork )

在新共識規則發佈後，部分沒有升級的節點無法驗證已經升級的節點生產的區塊，通常硬分叉就會發生，區塊鏈發生永久性分歧。

軟分岔 ( Soft Fork )

臨時性分叉當新共識規則發佈後，沒有升級的節點會因為不知道新共識規則下，而生產不合法的區塊，就會產生臨時性分叉。

上述內容引述自：

【硬塞科技字典】區塊鏈的分叉是什麼？還分為軟的和硬的？ - INSIDE
挖礦過程中，必須所有礦工都遵循相同的機制才能保證區塊鏈數據的唯一性。反過來說，如果礦工們不遵循相同的機制，就會出現分叉。 標籤: 區塊鏈, 分叉, 比特幣www.inside.com.tw

雙花 ( Double-Spending )

雙花問題是指數位現金在交易中被重複使用的現象。

交易發生的那刻起，交易資料就被加上了時間戳( Timestamp )，當這筆交易資料被打包到一個區塊中後，就算完成一次確認。在連續進行 6 次確認後，這筆交易就不可逆轉了。

在比特幣中，每一次確認區塊鏈系統都會使用加密哈希函數 ( cryptographic hash function ) 設計一道複雜的數學題，也就是說每一次確認都會需要一段時間，也就是俗稱的挖礦 ( Mining ) 。

什麼是「確認」？

以比特幣為例，當一筆交易 ( Transaction ) 被發送到比特幣網路，首先會被接收到的節點記錄到一個暫存區，稱作 mempool ( Memory Pool )。節點進行運算的時候會把 mempool 中的交易紀錄加入建造中的區塊。
 * 各個節點都有自己的 mempool，且每個節點之間會彼此交換 mempool 的內容。

確認 ( Confirmation ) 就是當一筆交易被從 mempool 納入新生成的區塊，並加入區塊鏈。

因為區塊鏈是串列的結構，如果交易被納入最後一個區塊，稱之為 1-confirmation ( 一次確認 )，之後下一個區塊產生，原本的最後一個區塊，就變成倒數第二個 ( 倒數第二產生 )，稱為 2-confirmation，以此類推。

交易的確認越多，表示該交易歸屬的區塊在區塊鏈中的輩份越高，被修改的機率越低。
而尚在 mempool 中的 transaction 被稱為 0-confirmation transaction。因為完全不在區塊鏈上，而且每個節點的 mempool 各自不同，所以基本上完全不受比特幣協議的保護。

有誰可以解釋一下「確認」的意義嗎？
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區塊鏈如何運作?
這篇文翻譯自”How Does the Blockchain Work?”全文。作者Michele…medium.com