一文读懂什么是区块链?如何运作?如何选择区块链

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。

1. 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。
2. 数据隐私性较高。
3. 若有问题可以透过人工处理，例如找记帐人进行修复。
4. 握有权限的人可以修改交易规则。
5. 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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