圈外人也聽得懂的區塊鏈「幣、礦、鏈」三圈運作

圈外人也聽得懂的區塊鏈「幣、礦、鏈」三圈運作
Photo Credit: Dado Ruvic / REUTERS / 達志影像

我們想讓你知道的是

比特幣引發的熱潮持續吸引全球的目光,連帶引起世人、產業界與學術界逐漸對比特幣底層的核心技術──區塊鏈技術投以深入的關注。從「應用領域」來說,區塊鏈產業面又可分成幣圈、礦圈以及鏈圈三大領域。

文:盧瑞山(台灣金融研訓院2019菁英講座教授)

自2009年1月3日比特幣(Bitcoin)誕生以來,比特幣引發的熱潮持續吸引全球的目光,連帶引起世人、產業界與學術界逐漸對比特幣底層的核心技術──區塊鏈(Blackchain)技術投以深入的關注。

區塊鏈以「技術進展層面」來說,可大致分為區塊鏈技術1.0、區塊鏈技術2.0及區塊鏈技術3.0的進展。區塊鏈技術1.0最大的特色就是分布式(或稱分散式)帳本技術(Distributed Ledger Technology, DLT),因此區塊鏈1.0的別稱又可稱為DLT。

另外比特幣等加密貨幣為區塊鏈1.0最成功的應用案例,由於比特幣取得空前的成功,因此跟隨比特幣腳步模仿其整個機制所造出的山寨幣多得不計其數,其中較知名的山寨幣以萊特幣(Litecoin)為代表。

區塊鏈1.0的技術自2015年下半年開始引起廣泛大眾的注意,許多網路上的文章,或是各種專家的演講很容易對普羅大眾造成錯誤引導,例如某些金融從業人員甚至誤解了區塊鏈技術,以為區塊鏈技術就是取代密碼學(Cryptography)中傳統的公開金鑰基礎建設(Public key infrastructure, PKI),或是憑證技術而已,殊不知區塊鏈1.0最大的特色就是分布式帳本技術。因為這些網路上的資訊,或是所謂的專家演講,很多都過於強調密碼學的模塊,而忽略區塊鏈真正的特色是分布式總帳本的觀念。

另外從「應用領域」來說,區塊鏈產業面又可分成幣圈、礦圈以及鏈圈三大領域。

(一)幣圈

幣圈的生態主要是以區塊鏈技術發行各種虛擬貨幣,所以才稱為幣圈。幣圈的生態非常蓬勃活躍,全球至少有上萬種虛擬貨幣存在,最有價值的虛擬貨幣就是比特幣,也有靠炒作推升幣值的多種空氣幣,甚至還有對價實體黃金或美金等法幣的穩定幣,例如倚靠穩定價值貨幣美元衍生出的泰達幣(USD₮)等。

在幣圈當中發行虛擬貨幣,有另一個目的就是募資,新創企業為了募資,可以自行發行虛擬貨幣來募資,願意投資的人可將自己手中較具價值性的虛擬貨幣去投資新創企業,然後換回他們所發行的新虛擬貨幣,以期待未來的增值報酬,這種創新的募資手法,就叫做「虛擬貨幣首次融資公開發行」(Initial Coin Offering, ICO)。

2017年ICO在全球掀起了創新融資的高潮,可惜也出現不少假借不實題材來進行詐騙的融資項目,這類詐騙型項目所發行出來的代幣(Token),我們通稱為空氣幣。

另外幣圈中還有一個重要的應用產業是「虛擬貨幣交易所」,亦稱數字資產交易所。因為全球發行了這麼多的虛擬貨幣,有些價值高、有些價值低,而且許多民眾很想在不同的虛擬貨幣之間做轉換,因此興起了交易所這個產業。

交易所就是提供用戶在其平台上自由交易各種虛擬貨幣的園地,如果只提供虛擬貨幣對虛擬貨幣的買賣轉換,我們稱之為「幣幣交易市場」,若是提供虛擬貨幣對各種法幣買賣的轉換,我們稱為「法幣交易區」。可以說,虛擬貨幣交易所的出現,加速了虛擬貨幣的流通與價格發現(Price Discovery)的過程。任何一種虛擬貨幣一旦發行了,最終目的都希望在一些知名的交易所上架,因為新幣一旦上了交易所,代表它的流通性大幅提升,也能夠逐步實現虛擬貨幣與真實世界的對價關係。

(二)礦圈

接著談談礦圈,首先必須知道礦圈與幣圈二者是息息相關的。幣圈中所發行的幣通常是不隸屬任何組織或機構,任何人都能在其中讀取數據、交易的公鏈型幣種。

以比特幣來說,比特幣之於人類文明歷史的意義,就是比特幣是人類文明史上出現的第一套「全球權威帳本」,這套金融帳本是唯一的,帳本上的數據不能被竄改,也不能被否認,這套帳本以目前來說,被複製成1萬2000多份副本,散佈在全球1萬2000多個節點電腦上,每個電腦時時刻刻都保持著帳本的對照與同步性,以確保全球帳本內容一致的,所以才會稱為「全球權威帳本」。

而全球比特幣的交易紀錄,大約每10分鐘需要被打包記帳1次,並且寫進一個區塊當中,打包後就要廣播給全球節點進行同步的動作。至於比特幣的金融系統,由誰負責打包出塊來記帳?當初比特幣的創始發明者中本聰是這樣設計的:透過獎勵機制,看哪一個礦工(Miner)解出一道難解的數學題,誰就負責記帳,並且獲得新一批發行出來的比特幣作為獎勵報酬。

換言之,礦工的責任就是記帳,打包出塊,但是誰能夠打包出塊來幫大家記帳呢?這個權利就交給所有礦工自行去競爭,所以俗稱的「挖礦」就是礦工在搶這個記帳權。誰搶到記帳權,誰就負責將十分鐘內的交易紀錄打包成一個區塊、鎧上時間戳記(Timestamp),並且廣播給所有全球的節點知道。

由於比特幣愈來愈有價值,因此吸引了眾多人馬投入搶記帳權,也就是投入挖礦的行列,挖礦是比誰運算得快,誰就搶得記帳權,也就獲得新的比特幣,因此產業界開始研發高效的運算機器來挖礦,這類機器就稱為「礦機」(Bitcoin mining machine)。目前全球生產礦機最有名的企業比特大陸(Bitmain)即將股票上市,而台灣的台積電公司,其晶圓生產量在2017年時有20%的營業額也是礦圈所貢獻出來的。

不只比特幣能挖礦,世界市值排名第二的以太坊(Ethereum, ETH)也可以挖礦,眾多虛擬貨幣都是可以挖礦的,差別是他們之間搶得記帳權的算法不同。由於幣價行情好時,挖礦利潤誘人,促成礦機硬體產業蓬勃發展,甚至礦機也可以採用繪圖晶片卡來組成礦機,以致繪圖晶片大廠輝達公司(NVIDIA)也因此受惠,股價大漲許多。

挖礦的歷史沿革是從使用一般個人電腦的中央處理器(CPU)挖礦開始,然後進展到繪圖晶片卡的圖形處理器挖礦,最後進階到專屬電路設計的專屬應用型晶片(ASIC)挖礦。

綜上所述,幣圈與礦圈之生態實乃二者息息相關,甚至可說,礦圈的存在不全是僅為挖礦圖利而已,礦工們其實還擔負著一種責任,即是為幣圈中虛擬貨幣之全域帳本的安全性,提供扎實的帳本驗證基礎與共識之依據。這是讀者在解讀區塊鏈的知識體系時,務必建立的重要觀念。

(三)鏈圈

鏈圈通常是指將區塊鏈技術單純發展於產業界應用範疇,目的是期望用區塊鏈技術來改善與優化企業商務流程等環節,通常鏈圈關注的是區塊鏈的底層技術與實際應用性,也幾乎很少在部署區塊鏈時採用代幣或通證。

隨著國際上金融科技的熱潮,這個源自比特幣基礎的區塊鏈技術,成為火紅的技術焦點。多家的R3-CEV區塊鏈新創公司吸引了全球43家跨國銀行組成聯盟,合力研發金融業的區塊鏈聯盟鏈──R3 Corda。

還有國際上IT大廠IBM也貢獻自己初始研發的4萬多行程序代碼捐給Linux基金會,然後成立一個「Hyperledger/Fabric特別專案」,率領跨國企業一起打造區塊鏈新一代技術,以開放原始碼的方式執行保密性與效能的開發。最後微軟(Microsoft)也不甘示弱急起直追,於2017年的2月以「以太坊」的技術為基礎倡議,成立企業級的「以太坊應用開發聯盟」(Enterprise Ethereum Alliance, EEA)。

鏈圈中知名的應用案例──丹麥快桅集團(Moller-Maersk)──使用區塊鏈(Hyperledger Fabric)來記錄貨物流向,減少跨國海運的人力與紙張成本,讓供貨商、運輸商和顧客都能即時得知該貨物目前的狀態。目前肯亞、美國加州、哥倫比亞運輸至荷蘭鹿特丹市的花、橘子、鳳梨等貨物,已經使用了區塊鏈的技術。

此外,根據新聞媒體的報導(註),全球風險技術聯合創始人兼資訊長莫妮卡.伊頓卡東(Monica Eaton-Cardone)分析,受惠於區塊鏈技術在產業上的革新應用,區塊鏈在零售業中的市場價值,預估從目前的8000萬美元,在2023年上漲至超過23億美元,複合年增率高達96.4%(2018–2023年),增幅為29倍。

註釋:鉅亨網,〈區塊鏈大應用〉零售業區塊鏈市場價值將在2023年飆升29倍(2018/11/30)

伊頓卡東表示,目前只有6%的零售業者開始應用區塊鏈,認為未來將有13倍的公司加入,並在未來5年內使用該技術。根據調查結果,另有9%的零售企業預計在未來一年內採行區塊鏈技術。而有78%的企業表示能在未來5年內,將分布式帳本技術整合到付款方式中。她認為,區塊鏈技術在未來將主要應用在零售業的五大方面,包含供應鏈管理、庫存管理、真實性驗證、自動續訂和訂閱服務,以及客戶數據和忠誠度計劃。

綜上,本文僅就區塊鏈技術1.0的發展,淺談幣圈、礦圈與鏈圈的重要概念,限於篇幅關係,包含智能合約的區塊鏈2.0未能在此深入,留待日後專文探討。在此,筆者要提醒的是,區塊鏈技術作為新一代的數據共享與信任參照的新技術,並非適用所有領域。

目前相對於全球公鏈型的區塊鏈技術之外,還有所謂的聯盟鏈(Consortium Blackchain)與私有鏈(Private blockchain)的應用型態,除聯盟鏈尚可勉強具有區塊鏈原始的核心思想與優勢,私有鏈則是完全違背了區塊鏈去中心化的真正意義。筆者認為私有鏈有種「為區塊鏈而區塊鏈」的味道,實在大可不必。

另外更重要的一點是,區塊鏈技術也別於傳統的資料庫理論,區塊鏈技術強調所有數據「最終一致性」的結果,而不強調「即時一致性」的結果,因此區塊鏈技術目前的效率,仍然遠落後傳統數據庫的同步效率與數據即時的準確性。考量以上屬性,區塊鏈真正最值得落地的將是全球金融系統的應用,尤其是作為跨國金融轉帳的底層技術,它將是區塊鏈未來最成熟也是最重要的應用場景。

本文經新興科技媒體中心授權刊登,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航


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