章節

1. 區塊鏈 101

2. 區塊鏈如何運作？

3. 區塊鏈有什麼用？

第 1 章 - 區塊鏈 101

內容

• 什麼是區塊鏈？

• 各個塊是如何連接的？

• 區塊鏈和去中心化

• 拜占庭將軍問題

• 爲什麼區塊鏈需要去中心化？

• 什麼是對等網絡？

• 區塊鏈上的節點是什麼？

• 公共與公共區塊鏈私人的

• 交易如何進行？

• 如何進行比特幣交易

  • 如何從幣安提取比特幣

  • 如何將比特幣從 Trust Wallet 發送到 Electrum

• 區塊鏈技術是誰發明的？

• 區塊鏈技術的優點和缺點

  • 優點

  • 康特拉斯

什麼是區塊鏈？

區塊鏈是一種特殊類型的數據庫。您可能熟悉分佈式賬本技術（DLT）這個術語——在大多數情況下它指的是同一件事。

區塊鏈具有某些獨特的屬性。關於如何添加數據是有規則的，一旦存儲，幾乎不可能修改或刪除它。

隨着時間的推移，數據會添加到稱爲塊的結構中。每個塊都建立在最後一個塊的基礎上，幷包含鏈接到前一個塊的信息。通過查看最新更新的塊，我們可以檢查它是否實際上是在上一個塊之後創建的。因此，如果我們繼續“回到鏈中”，我們將到達第一個區塊——稱爲創世區塊。

我們打個比方。假設您有一個包含兩列的電子表格。在第一行的第一個單元格中，放置要存儲的數據。

第一個單元格中的數據將轉換爲兩個字母的標識符，該標識符將用作下一個條目的一部分。在此示例中，應使用雙字母標識符 KP 填充第二行中的下一個單元格 (defKP)。也就是說，如果您更改第一個輸入/輸入數據 (abcAA)，您將在所有其他單元格中收到不同的字母組合。

每個條目都鏈接到前一個條目的數據庫。

查看第 4 行，我們最新的標識符是 TH。正如我們提到的，您無法返回並刪除或刪除條目。這是因爲任何用戶都很容易注意到這已經完成並忽略您嘗試的更改。

假設您更改第一個單元格中的數據 - 您將獲得不同的標識符，即您的第二個塊將具有不同的數據，從而導致第 2 行中的標識符不同，依此類推。本質上，TH 是之前所有信息的產物。

各個塊是如何連接的？

我們上面討論的（使用兩個字母的標識符）是區塊鏈如何使用哈希函數的簡化類比。哈希是將塊粘合在一起的“粘合劑”。哈希函數收集任意大小的數據並將其提交給數學函數以生成始終具有相同長度的輸出（哈希）。

區塊鏈中使用的哈希很有趣，因爲找到兩條數據產生完全相同的輸出的機會非常低。就像我們的標識符一樣，對輸入數據的任何輕微修改都會產生完全不同的輸出。

讓我們以廣泛用於比特幣的 SHA256 函數爲例。正如您所看到的，即使改變大小寫也足以完全打亂輸出。

事實上，不存在已知的 SHA256 衝突（即兩個不同的輸入給出相同的輸出）在區塊鏈環境中非常有價值。這意味着通過包含其哈希值，每個塊都可以指向前一個塊，並且任何編輯舊塊的嘗試都會立即在網絡上可見。

每個塊都包含前一個塊的指紋。

區塊鏈和去中心化

我們解釋區塊鏈的基本結構。但是，當你聽到人們談論區塊鏈技術時，他們可能不僅僅談論數據庫，還談論圍繞區塊鏈構建的生態系統。

區塊鏈作爲獨立的數據結構，只有在特定的應用中才會真正有用。當我們使用區塊鏈作爲陌生人相互協調的工具時，事情會變得更加有趣。結合其他技術和博弈論，區塊鏈可以充當分佈式賬本/記錄，不受任何人控制。

這意味着沒有人有權通過忽略系統規則來更改條目（很快就會詳細介紹規則）。因此，我們可以說賬本同時屬於所有人：參與者隨時對此達成一致。

拜占庭將軍問題

所謂的拜占庭將軍問題對於上述系統來說是一個真正的挑戰。它誕生於 20 世紀 80 年代，描述了一種困境，孤立的參與者必須進行溝通以協調他們的行動。具體的困境是一羣軍隊的將軍圍攻一座城市，決定是否發動進攻。將軍們只能通過信使進行交流。

每位將軍必須做出進攻或撤退的決定。只要所有將軍達成共同的決定，進攻或撤退並不重要。如果他們決定進攻，只有同時進攻纔會成功。那麼我們如何保證這一點呢？

當然，他們可以通過Messenger進行交流。但是，如果信使被一條“我們將在黎明進攻”的消息截獲，並且該消息被替換爲“我們將在今晚進攻”，該怎麼辦？如果其中一位將軍心存惡意，故意欺騙其他將軍以確保他們被擊敗怎麼辦？

所有將軍同時攻擊時均成功（左）。若有將退，則攻者必敗（右）。

我們需要一種即使在惡意參與者或消息被攔截的情況下也能達成共識的策略。對於數據庫來說，無法達成共識並不是生死攸關的情況，就像將軍在沒有援軍的情況下攻城略地一樣，但同樣的道理也是成立的。如果沒有人監督區塊鏈併爲用戶提供“正確”的信息，他們就必須能夠相互通信。

爲了克服一個（或多個）用戶的潛在故障點，必須仔細設計區塊鏈機制以承受這些挫折。具有這種抵抗力的系統稱爲拜占庭容錯系統。正如我們很快就會看到的，共識算法用於執行嚴格的規則。

爲什麼區塊鏈需要去中心化？

當然你可以自己操作區塊鏈。但是，如果我們將其與其他更合適的替代方案進行比較，您最終會得到一個雜亂無章的數據庫。區塊鏈的真正潛力可以在去中心化的環境中探索——也就是說，所有用戶都是平等的。這樣區塊鏈就無法被刪除或者被惡意支配。它是任何人都可以看到的單一事實來源。

什麼是對等網絡？

點對點（P2P）網絡是我們的用戶層（或將軍層，如前面的示例所示）。沒有管理員；因此，每當用戶想要與另一個用戶交換信息時，他不需要聯繫中央服務器，而是將其直接發送給他的同事（同級）。

考慮下圖。在左側，用戶 A 需要通過服務器路由其消息，以便消息到達用戶 F。然而，在右側，它們是直接連接的。沒有中介。

集中式（左）與集中式網絡去中心化網絡（右）。

通常，服務器存儲用戶需要的所有信息。通過訪問幣安學院，您要求服務器爲您提供所有文章。如果該網站離線，您將無法看到它們。但是，如果您已下載所有內容，則可以在計算機上訪問它，而無需諮詢幣安學院。

本質上，這就是所有節點對區塊鏈所做的事情：整個數據庫存儲在他們的計算機上。如果有人離開網絡，剩餘的用戶仍然可以訪問區塊鏈並相互共享信息。當新區塊添加到鏈中時，數據會通過網絡傳播，以便每個人都可以更新自己的賬本副本。

請查看我們的對等網絡指南，以更深入地討論此類網絡。

區塊鏈上的節點是什麼？

簡而言之，節點是連接到網絡的機器——它們存儲區塊鏈的副本並與其他機器共享信息。用戶不需要手動處理這些過程。一般來說，他們需要做的就是下載並運行區塊鏈軟件，剩下的將由系統自動完成。

我們上面寫的是最純粹意義上的節點描述，但定義也可以涵蓋以其他方式與網絡交互的其他用戶。例如，對於加密貨幣，手機上的簡單錢包應用程序被視爲輕節點。

公共與公共區塊鏈私人的

如您所知，比特幣爲區塊鏈行業發展到今天的樣子奠定了基礎。自從比特幣開始證明自己是一種合法的金融資產以來，許多創新學者一直在思考底層技術在其他領域的應用潛力。除了金融之外，這還爲區塊鏈技術的衆多用例提供了探索。

比特幣系統就是我們所說的公共區塊鏈。換句話說，任何人都可以查看您的交易。您所需要的只是互聯網連接和必要的軟件。由於沒有其他參與要求，我們可以將該系統稱爲無許可環境。

另一方面，還有其他類型的區塊鏈，稱爲私有區塊鏈。這些系統建立了關於誰可以看到區塊鏈並與區塊鏈交互的規則。因此，我們將它們稱爲許可環境（當需要許可時）。儘管私有區塊鏈乍一看似乎多餘，但它們有一些重要的應用——特別是在企業場景中。

要了解有關此主題的更多信息，請參閱文章私有鏈、公共鏈和聯盟鏈 - 有什麼區別？

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交易如何進行？

如果愛麗絲希望通過銀行轉賬向鮑勃付款，她將通知她的銀行。我們假設，出於實際原因，雙方使用同一家銀行。在更新數據庫之前（例如，Alice 爲 - 50 美元，Bob 爲 + 50 美元），銀行會驗證 Alice 是否擁有執行交易的資金。

這與區塊鏈的情況沒有太大不同。畢竟它也是一個數據庫。主要區別在於沒有任何一方運行檢查和更新餘額。網絡上的所有節點都必須這樣做。

如果愛麗絲想向鮑勃發送五個比特幣，她會向網絡發送一條包含此信息的消息。交易不會立即添加到區塊鏈中——節點將能夠看到它，但必須完成其他操作才能確認交易。查看區塊如何添加到區塊鏈中？

一旦該交易被添加到區塊鏈中，所有節點都可以看到它已完成。他們將考慮這些變化來更新區塊鏈的副本。現在，愛麗絲無法將這五個比特幣發送給卡羅爾（雙花），因爲網絡知道她已經在之前的交易中花費了這五個比特幣。

沒有用戶名和密碼的概念——公鑰加密用於證明資金的所有權。要接收資金，鮑勃必須首先生成私鑰。這只是一個非常長的隨機數，任何人幾乎不可能猜到，即使他們嘗試了幾個世紀。然而，如果鮑勃公開了他的私鑰，任何擁有該信息的人都可以使用它來證明他們擁有資金（然後花費它們）。因此，他對私鑰的保密非常重要。

然而，鮑勃可以做的是從他的私鑰導出公鑰。他可以向任何人提供公鑰，因爲使用公鑰進行逆向工程來獲取私鑰實際上是不可行的。另外，大多數情況下，用戶對公鑰進行另一個操作（例如哈希）來獲取公共地址。

鮑勃將向愛麗絲提供他的公共地址，以便她知道將資金髮送到哪裏。它創建了一項交易，將這些資金支付到這個公共地址。因此，爲了向網絡證明它不會嘗試花費它沒有的資金，它使用自己的私鑰生成數字簽名。任何人都可以獲取 Alice 的簽名消息並將其與她的公鑰進行比較，從而確定她有權將這些資金髮送給 Bob。

如何進行比特幣交易

爲了說明如何使用比特幣進行交易，讓我們想象兩種不同的場景。第一個涉及從 Binance 提取比特幣，第二個涉及將資金從 TrustWallet 發送到 Electrum 錢包。

如何從幣安提取比特幣

1. 登錄您的幣安賬戶。如果您還沒有比特幣，請查看我們有關如何購買比特幣的指南。

2. 將光標置於錢包上，然後選擇 Spot 錢包。

3. 單擊左側邊欄中的“兌現”。

4. 選擇您要提取的貨幣 - 在本例中爲 BTC。

5. 複製您想要提取比特幣的地址並將其粘貼到收件人 BTC 地址字段中。

6. 輸入您要提取的金額。

7. 單擊“提交”。

8. 您很快就會收到一封確認電子郵件。仔細檢查地址是否正確。如果是這樣，請使用電子郵件中的鏈接確認交易。

9. 等待您的區塊鏈交易完成。您可以在“存款和取款歷史記錄”選項卡或使用區塊瀏覽器監控您的狀態。

如何將比特幣從 Trust Wallet 發送到 Electrum

在此示例中，我們將從 Trust Wallet 發送一些比特幣到 Electrum。

1. 打開 Trust Wallet 應用程序。

2. 選擇您的比特幣賬戶。

3. 選擇提交。

4. 打開您的電子錢包。

5. 在 Electrum 中，單擊“接收”選項卡並複製地址。

另一種選擇是，通過 Trust Wallet 應用程序，單擊 [–] 圖標掃描與您的 Electrum 地址對應的 QR 碼。

6. 將您的比特幣地址粘貼到 Trust Wallet 的收件人地址字段中。

7. 輸入金額。

8. 檢查數據是否正確並確認交易。

9. 完成！等待您的交易在區塊鏈上得到確認。您可以通過將地址複製到區塊瀏覽器來監控您的狀態。

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區塊鏈技術是誰發明的？

區塊鏈技術於 2009 年隨着第一個也是最受歡迎的區塊鏈——比特幣的推出而正式化。然而，它的創造者（化名）中本聰受到了以前的技術和提案的啓發。

區塊鏈大量使用哈希函數和密碼學，這些函數在比特幣推出之前就已經存在了幾十年。有趣的是，區塊鏈結構可以追溯到 20 世紀 90 年代初，儘管它僅用於爲文檔添加時間戳，因此以後無法更改。

要了解有關該主題的更多信息，請查看區塊鏈的歷史。

區塊鏈技術的優點和缺點

正確開發的區塊鏈可以解決困擾從金融到農業等各個領域利益相關者的問題。分佈式網絡相對於傳統的客戶端-服務器模型有很多優點，但也有一些缺點。

優點

比特幣白皮書中提到的直接好處之一是可以在不涉及中介的情況下進行支付。隨後的區塊鏈更進一步，允許用戶提交所有類型的信息。消除交易對手意味着所涉及的用戶的風險較小，由於不需要中介機構，因此費用較低。

此外，正如我們提到的，公共區塊鏈網絡是無需許可的——沒有進入障礙，因爲沒有人負責。如果用戶可以連接到互聯網，他或她就可以與其他網絡參與者（對等點）進行交互。

許多人認爲區塊鏈最重要的品質是其高度的審查阻力。要損害集中式系統，惡意行爲者所需要做的就是瞄準服務器。然而，在對等網絡中，每個節點都充當自己的服務器。

像比特幣區塊鏈這樣的系統有超過 10,000 個可見節點，分佈在世界各地。換句話說，攻擊者實際上不可能擁有足夠的資源以任何方式危害網絡。需要注意的是，還有很多隱藏節點，它們對整個網絡來說是不可見的。

這些是一些一般優勢。區塊鏈有許多具體的用例，您可以在區塊鏈的用途是什麼？一章中看到。

康特拉斯

區塊鏈並不是解決所有問題的靈丹妙藥。當針對上一節的優點進行優化時，它們最終會在其他方面留下一些不足之處。區塊鏈大規模採用的最明顯障礙是它們不能很好地擴展。

這適用於任何分佈式網絡。由於所有參與者必須保持同步，因此新信息的添加速度可能會跟不上節點的速度。因此，開發人員傾向於有意限制區塊鏈更新的速度，以確保系統保持去中心化。

在網絡中，如果許多用戶同時進行交易，他們可能會經歷很長的等待時間。區塊可以存儲有限數量的數據，並且不會立即添加到鏈中。如果交易數量超過了一個區塊所能存儲的數量，那麼額外的交易將不得不等待下一個區塊。

去中心化區塊鏈系統的另一個可能的缺點是它們無法輕鬆更新。如果您正在創建自己的軟件，則可以根據需要添加新功能。您無需與他人合作或請求許可即可進行更改。

在可能擁有數百萬用戶的環境中，進行更改要困難得多。您可以更改節點的某些軟件參數，但最終會將自己與網絡分離。如果你修改的軟件與其他節點不兼容，他們會識別到這一點並拒絕與你的節點交互。

假設您想要更改有關塊大小的規則（從 1 MB 到 2 MB）。您可以嘗試將此塊發送到您連接的節點，但他們有一條規則“不接受大於 1 MB 的塊”。如果他們收到的區塊大於允許的大小，他們不會將其包含在區塊鏈的副本中。

做出改變的唯一方法是讓生態系統的大多數人接受它們。考慮到主要的區塊鏈，在實施更改或提議的更改之前，可能需要在論壇上進行數月甚至數年的激烈討論。有關更多信息，請參閱硬分叉和軟分叉。

第 2 章 - 區塊鏈如何運作？

內容

• 區塊是如何添加到區塊鏈中的？

• 挖礦（工作量證明）

  • 工作量證明的優勢

  • 工作量證明的缺點

• 權益證明 (權益證明)

  • 權益證明的優勢

  • 權益證明的缺點

• 其他共識算法

• 區塊鏈交易可以逆轉嗎？

• 什麼是區塊鏈可擴展性？

• 爲什麼區塊鏈需要擴容？

• 什麼是區塊鏈分叉？

  • 軟分叉

  • 硬分叉

區塊是如何添加到區塊鏈中的？

到目前爲止，我們已經介紹了很多重要信息。我們知道節點是互連的並且​​它們存儲區塊鏈的副本。它們相互傳輸有關交易和新區塊的信息。我們已經討論了什麼是節點，但您可能想知道：如何將新塊添加到區塊鏈中？

沒有單一來源告訴用戶該做什麼。由於所有節點都具有相同的權力，因此需要有一種機制來準確決定誰可以向區塊鏈添加新塊。我們需要一個讓作弊成本高昂並獎勵誠實行爲的系統。任何理性的用戶都會更喜歡以對他經濟有利的方式行事。

由於網絡是無需許可的（不需要許可），因此任何人都需要可以訪問塊的創建。協議通常通過要求用戶承擔一些“風險”來確保這一點——他們必須將自己的資金置於風險之中。這允許用戶參與區塊創建，如果生成有效區塊，將相應地分配獎勵。

然而，如果有人試圖作弊，網絡中的每個人都會知道。試圖作弊的用戶的任何賭注價值都將丟失。我們將這些機制稱爲共識算法，因爲它們允許網絡參與者就下一個添加的區塊應該是什麼達成共識。

挖礦（工作量證明）

挖礦是迄今爲止最常用的共識算法。在挖礦中，使用工作量證明（PoW）算法。這涉及用戶提供計算能力來嘗試解決協議建立的難題。

這個難題需要用戶處理區塊中包含的哈希值和其他信息。但要使哈希值被視爲有效，它必須小於某個數字。由於無法預測輸出是什麼，礦工必須繼續使用稍作修改的數據，直到找到有效的解決方案。

顯然，就計算而言，重複數據散列的過程是昂貴的。在工作量證明區塊鏈上，用戶提出的“權益”價值是投資於用於挖礦的計算機和用於爲其供電的電力的資金。他們這樣做是希望獲得整體獎勵。

還記得我們之前說過的，反轉哈希實際上是不可能的，但驗證它很容易嗎？當礦工將新塊發送到網絡的其餘部分時，所有其他節點都將其用作哈希函數的輸入。他們只需運行一次即可驗證該塊在給定區塊鏈規則的情況下是否有效。否則，礦工得不到獎勵，資源和電力都白白浪費了。

第一個工作量證明區塊鏈是比特幣。自創建以來，許多其他區塊鏈都採用了 PoW 機制。

工作量證明的優勢

• 經過嘗試和測試——迄今爲止，工作量證明是最成熟的共識算法，並已獲得數十億美元的價值。

• 無許可——任何人都可以參與挖礦競賽或簡單地運行驗證節點。

• 去中心化——礦工相互競爭生產區塊，這意味着哈希能力永遠不會由單個網絡參與者控制。

工作量證明的缺點

• 廢物——採礦消耗大量電能。

• 增加進入壁壘——隨着越來越多的礦工加入網絡，協議增加了挖礦難題的難度。爲了保持競爭力，用戶必須投資更好的設備。對於礦工來說，成本最終可能會太高。

• 51% 攻擊——雖然挖礦促進了去中心化，但單個礦工有可能獲得大部分算力。如果發生這種情況，理論上有可能撤銷交易並損害區塊鏈的安全性。

權益證明 (權益證明)

在工作量證明系統中，鼓勵用戶誠實行事的是對挖礦的大量投資。如果礦工不開採有效區塊，他將無法獲得投資回報。

通過權益證明（PoS），沒有外部成本。不是礦工，而是提議（或“僞造”）區塊的驗證者。他們可以使用普通計算機來生成新區塊，但他們必須投入很大一部分資金才能獲得此特權。根據每個協議的規則，質押價值是區塊鏈本機加密貨幣的預定義數量。

不同的實現有不同的變化，但一旦驗證者抵押其單位，協議就可以隨機選擇它們來宣佈下一個區塊。如果用戶正確執行此操作，他將獲得獎勵。可能有多個驗證者就下一個區塊達成一致，並且根據每個驗證者的權益值按比例分配獎勵。

“純”PoS 區塊鏈不如 DPoS（委託權益證明）常見，後者需要用戶投票，選擇節點（見證人）來驗證整個網絡的區塊。

領先的智能合約區塊鏈以太坊將很快在向 ETH 2.0 的遷移中過渡到權益證明。

權益證明的優勢

• 可持續——PoS對環境的影響遠低於PoW挖礦。質押消除了對資源密集型哈希操作的需要。

• 更快的交易——由於不需要花費計算能力來解決協議定義的隨機難題，一些 PoS 倡導者認爲交易率可以更高。

• 質押和利息獎勵——保護網絡安全的獎勵直接支付給代幣持有者，而不是讓礦工受益。在某些情況下，PoS 允許用戶只需通過抵押資金即可以空投或利息的形式賺取被動收入。

權益證明的缺點

• 測試不足——PoS 協議尚未經過大規模測試。其實施或加密經濟學中可能存在一些未知的漏洞。

• 財閥統治——人們擔心 PoS 可能會鼓勵“富者更富”的生態系統，因爲擁有大量股份（股份價值）的驗證者往往會獲得更多獎勵。

• “無利害關係”問題——在 PoW 系統中，用戶只能選擇一條鏈——他們在他們認爲最有成功潛力的鏈上挖礦。在硬分叉期間，他們不能以相同的哈希能力質押多個鏈。然而，PoS 驗證器可以跨多個鏈工作，只需很少的額外成本，這可能會導致經濟問題。

其他共識算法

工作量證明和權益證明是最常見的共識算法，但還有許多其他算法。有些是結合了兩個系統元素的混合模型，而另一些則使用不同的方法。

這裏我們不會詳細介紹其他方法。如果您有興趣，請查看以下文章：

• 什麼是延遲工作量證明

• 租賃權益證明共識算法

• 什麼是權威證明？

• 什麼是燃燒證明？

區塊鏈交易可以逆轉嗎？

區塊鏈是非常強大的數據庫。其固有屬性使得註冊後從區塊鏈中刪除或更改數據成爲一個非常困難的過程。對於比特幣和其他更大的網絡來說，這幾乎是不可能的。因此，當您在區塊鏈上進行交易時，最好將其視爲不可逆轉的永恆交易。

考慮到這一點，有幾種區塊鏈實現，它們之間的主要區別在於在網絡內獲得共識。這意味着在某些實現中，相對較小的參與者羣體可以在網絡上獲得足夠的權力來有效地逆轉交易。對於在小型網絡上運行的山寨幣（由於挖礦競爭較低，哈希率較低）尤其令人擔憂。

什麼是區塊鏈可擴展性？

區塊鏈可擴展性一詞通常用作總括術語，指區塊鏈系統滿足不斷增長的需求的能力。區塊鏈具有理想的特性（例如去中心化、抗審查性、不變性），但這些特性是有代價的。

與分散式系統不同，集中式數據庫可以以更高的速度和傳輸速率工作。這是有道理的，因爲每次修改內容時，不需要分佈在世界各地的數千個節點與網絡同步。但區塊鏈的情況並非如此。因此，可擴展性一直是區塊鏈開發者熱議的話題。

已經提出或實施了幾種解決方案來減輕區塊鏈的一些性能缺點。然而，迄今爲止，還沒有明顯有效的方法。仍然需要測試許多不同的解決方案，直到對可擴展性問題有更直接的答案。

在更廣泛的層面上，我們有一個關於可擴展性的基本問題：我們應該提高區塊鏈本身的性能（鏈上可擴展性），還是應該允許在不使主區塊鏈超載的情況下執行交易（鏈下可擴展性）？

兩者都有明顯的優勢。鏈上擴展解決方案可以減少交易的大小或簡單地優化數據在塊中存儲的方式。另一方面，鏈下解決方案涉及主區塊鏈之外的批量交易，這些交易是稍後添加的。一些最著名的鏈下解決方案稱爲側鏈和支付渠道。

要了解有關此主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈可擴展性 - 側鏈和支付渠道。

爲什麼區塊鏈需要擴容？

如果區塊鏈系統想要與中心化系統競爭，那麼它們至少需要具有與中心化系統相同的性能。但實際上，他們可能必須表現得更好才能鼓勵開發人員和用戶轉向基於區塊鏈技術的平臺和應用程序。

換句話說，與中心化系統相比，區塊鏈的使用對於開發者和用戶來說需要更快、更便宜、更容易。考慮到必須維護上述區塊鏈最重要的屬性，這不是一件容易的事。

什麼是區塊鏈分叉？

與任何軟件一樣，區塊鏈需要更新來解決問題、添加新規則或刪除舊規則。由於區塊鏈軟件是開源的，理論上，任何人都可以提出新的更新以添加到管理網絡的軟件中。

請記住，區塊鏈是分佈式網絡。軟件更新後，全球數千個節點需要通信並實施新版本。但是，如果參與者無法就實施哪個更新達成一致，會發生什麼情況？一般來說，沒有既定的組織或層級來做出這一決定。這給我們帶來了硬分叉和軟分叉。

軟分叉

如果就更新達成共識，則過程相對簡單。該軟件通過向後兼容的更改進行了更新，這意味着升級後的節點仍然可以與未升級的節點進行交互。實際上，預期幾乎所有節點都會在一段時間後更新。這稱爲軟分叉。

硬分叉

硬分叉更加複雜。新規則一旦實施，將與舊規則不兼容。因此，如果運行新規則的節點嘗試與運行舊規則的節點交互，它們將無法通信。這導致區塊鏈一分爲二——一個是舊軟件正在運行，另一個是新規則已經實施。

硬分叉之後，本質上有兩個網絡並行運行兩種不同的協議。值得注意的是，在分叉（分裂）時，本機區塊鏈單元的餘額是從舊網絡克隆的。因此，如果在分叉時，舊鏈上有餘額，那麼新鏈上也會有餘額。

要了解有關此主題的更多信息，請參閱硬分叉和軟分叉。

第 3 章 - 區塊鏈有什麼用？

內容

• 供應鏈區塊鏈

• 區塊鏈和遊戲行業

• 醫療保健系統的區塊鏈

• 區塊鏈和匯款

• 區塊鏈和數字身份

• 區塊鏈和物聯網 (IoT)

• 治理系統的區塊鏈

• 慈善機構的區塊鏈

• 投機市場的區塊鏈

• 衆籌與區塊鏈

• 區塊鏈和分佈式文件系統

區塊鏈技術可用於多種用例。讓我們討論其中的一些。

供應鏈區塊鏈

高效的供應鏈是許多成功企業的基礎，重點是管理從供應商到消費者的貨物。然而，協調特定部門的多個利益相關者傳統上被證明是困難的。然而，區塊鏈技術可以使許多部門的透明度達到新的水平。圍繞不可變數據庫的可互操作的供應鏈生態系統正是許多行業變得更加強大和可靠所需要的。

如果您想了解有關此主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：供應鏈。

區塊鏈和遊戲行業

遊戲產業已成爲世界上最大的娛樂產業之一，可以從區塊鏈技術中受益匪淺。通常，遊戲玩家往往完全依賴遊戲開發商。在大多數網絡遊戲中，玩家需要接受不斷變化的服務器條件並遵守開發者的規則。在此背景下，區塊鏈可以幫助分散網絡遊戲的管理、管理和維護。

然而，一個潛在的問題是遊戲物品不能存在於外部，從而消除了真正所有權和二級市場的機會。通過採用基於區塊鏈的方法，從長遠來看，遊戲可以變得更加可持續，並且作爲加密收藏品發行的遊戲內物品可以具有現實世界的價值。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：遊戲。

醫療保健系統的區塊鏈

可靠地存儲醫療記錄對於任何醫療保健系統都至關重要。對集中式服務器的依賴使敏感信息處於脆弱的位置。區塊鏈技術的透明度和安全性使其成爲存儲醫療記錄的理想平臺。

通過在區塊鏈上以加密方式保護他們的記錄，患者可以維護自己的隱私，同時如果他們感興趣，還可以與任何醫療機構共享他們的醫療信息。如果當前分散的醫療保健系統的所有成員都可以訪問安全的全球數據庫，那麼所有機構和系統成員之間的信息流動將會快得多。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：健康系統。

區塊鏈和匯款

使用傳統銀行進行國際匯款是一個相對複雜的過程。主要由於中介機構的官僚網絡、費用和結算時間使得使用傳統銀行成爲更緊急交易的昂貴且不可靠的選擇。

加密貨幣和區塊鏈消除了這種中介生態系統，並允許在世界各地進行快速、廉價的轉移。雖然區塊鏈無疑會爲了某些理想的特性而犧牲性能，但一些項目正在利用該技術來實現更便宜和近乎即時的交易。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：匯款。

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區塊鏈和數字身份

互聯網上的安全身份管理迫切需要一個快速的解決方案。我們大量的個人數據存儲在集中式服務器上，並在我們不知情或未經同意的情況下通過機器學習算法進行分析。

區塊鏈技術允許用戶擁有其數據的所有權，並僅在必要時有選擇地向第三方透露信息。這種加密魔法可以在不犧牲用戶隱私的情況下改善在線體驗。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：數字身份。

區塊鏈和物聯網 (IoT)

目前，連接到互聯網的設備數量非常多，而且這個數字每天都在增加。一些人推測，使用區塊鏈技術可以顯着改善這些設備之間的通信和交互性。自動化機器對機器 (M2M) 支付可以創建基於安全、高吞吐量數據庫解決方案的新經濟。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：物聯網 (IoT)。

治理系統的區塊鏈

分佈式網絡可以以計算機代碼的形式定義和執行自己的監管形式。毫不奇怪，區塊鏈技術可以消除地方、國家甚至國際層面各種治理系統中的中介機構。

此外，它可以解決當今開源開發環境面臨的最大問題之一——缺乏可靠的資金分配機制。區塊鏈治理確保所有參與者都可以參與決策，並提供正在實施的政策的透明視圖。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：治理系統。

慈善機構的區塊鏈

慈善機構在接受資金和捐贈的方式上常常受到限制。此外，準確追蹤捐贈資金的最終去向可能很困難，這無疑會阻礙許多人支持這些組織。

“加密慈善”關注的是使用區塊鏈技術來規避這些限制。利用技術的固有特性來確保更大的透明度、全球參與和減少費用，這一新興領域力求優化慈善機構的影響。區塊鏈慈善基金會就是這樣的組織之一。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：慈善機構。

投機市場的區塊鏈

毫無疑問，區塊鏈技術最流行的用途之一是金融投機。經紀商之間的無摩擦轉移、非託管交易解決方案和不斷髮展的衍生品生態系統使區塊鏈成爲所有類型投機的理想環境。

由於其特性，區塊鏈技術對於願意冒險參與這一新興資產類別的用戶來說是一個極好的工具。一些人甚至認爲，當技術成熟並受到監管後，全球投機市場都可以通證化以用於區塊鏈技術。

如果您想了解有關該主題的更多信息，請參閱文章區塊鏈用例：預測市場。

衆籌與區塊鏈

近十年來，在線衆籌平臺一直爲點對點經濟奠定了基礎。這些網站的成功表明人們對通過衆籌開發產品有真正的興趣。然而，這些平臺充當資金的託管人，這意味着它們最終可能會收取相當一部分資金作爲費用。此外，每個參與者都有自己的一套規則，這將有助於不同參與者之間達成一致。

區塊鏈技術，更具體地說是智能合約，可以實現更安全和自動化的衆籌，其中合同條款由計算機代碼定義。

其他使用區塊鏈技術的衆籌應用包括首次代幣發行（ICO）和首次交易所發行（IEO）。在此類代幣銷售中，投資者籌集資金，希望網絡在未來取得成功併產生投資回報。

區塊鏈和分佈式文件系統

與傳統的集中式替代方案相比，通過互聯網分佈式文件存儲有很多好處。存儲在雲中的大部分數據取決於集中式服務器和服務提供商，它們往往更容易受到攻擊並可能導致數據丟失。在某些情況下，由於集中式服務器的審查，用戶還可能面臨可訪問性問題。

從用戶角度來看，使用區塊鏈技術的文件存儲解決方案的工作方式與雲存儲解決方案類似——您可以上傳、存儲和訪問文件。然而，提供這些服務的系統卻截然不同。

當您將文件上傳到區塊鏈存儲時，它會在多個節點之間分發和複製。在某些情況下，每個節點將存儲文件的不同部分。碎片數據不是很有用，但是您可以要求節點提供每個部分，將它們組合起來並恢復完整的文件。

存儲空間來源於向網絡提供存儲和帶寬的參與者。通常，這些參與者會獲得提供這些資源的經濟激勵。如果他們不按照規則提供資源，他們可能會受到懲罰。

您可以將這種類型的網絡想象爲類似於比特幣網絡。然而，在這種情況下，網絡的主要目的不是支持貨幣價值的轉移，而是實現去中心化和未經審查的文件存儲。

其他開源協議，例如星際文件系統（IPFS），已經爲這個新的、更加分佈式的網絡鋪平了道路。雖然IPFS是一個點對點協議和網絡，但它並不完全是一個區塊鏈。然而，它應用了區塊鏈技術的一些原理來提高安全性和效率。