2017年10月26日

顛覆金融業的區塊鏈

曲建仲/臺灣大學電機工程學系博士,曾榮獲中華民國96 年度全國優秀青年工程師獎章並獲總統召見,致力於臺灣科技教育多年,擅長以淺顯易懂的文字由淺入深帶領非理工背景的讀者們了解艱深困難的科技原理。

由於比特幣不適合即時、大量的小額交易,而且在法規上存有疑義、難以被主管機關接受,因此有人將比特幣的部分技術(主要是保護資料無法篡改的技術)抽離出來尋找新的應用,並且取了新名字「區塊鏈(block chain)」,也有人擴大區塊鏈的定義,把前面提到的交易識別確認、資料無法篡改、節點資料同步三種技術統稱為「區塊鏈」。所以到底這三種技術
是怎麼做的呢?

公開金鑰加密
公開金鑰加密(public key encryption)的每一位使用者必須自行產生自己所擁有的金鑰對(key pair),包括一把「私有金鑰(private key)」與一把「公開金鑰(public key)」,加
密與解密使用不同的金鑰,使用者必須秘密地保存自己的私有金鑰,並且在網路上發佈公開金鑰。公開金鑰可以用來加密,也可以用來驗證,驗證的流程如圖一所示,傳送端使用自己的「私有金鑰」對文件(明文)進行加密(簽署文件)產生密文再傳送到網路中,接收端使用傳送端的公開金鑰解密(確認簽署者)得到明文,如果可以解密代表確認文件真的是傳送端的某人傳送出來的,數位簽章就是使用這種方式來驗證文件的真偽。


圖一:公開金鑰加密的驗證流程。


交易識別確認
假設Alice 支付Bob 金額10 btc 購買一顆蘋果,則她的手機應用程式(比特幣電子錢包)使用Alice 自己的私有金鑰將訊息加密,這個動作稱為「數位簽章(digital signature)」,想想這不就好像我們在交易文件上簽名一樣嗎?

接下來再將訊息傳送到節點A,節點A 再使用Alice 的公開金鑰將訊息解密,如圖二所示,如果真的可以解開代表這個訊息確認是由Alice 發出來的,而且Alice 也不可否認,因為只有Alice 的公開金鑰能夠解開Alice私有金鑰加密過的訊息。


圖二:比特幣的交易識別確認機制。


比特幣帳本
比特幣帳本是由一個一個的「區塊」連接而成的「鏈結」,因此這種技術又稱為「區塊鏈」,如圖三所示,每一個區塊記錄著付款人與收款人以及交易金額,每一個區塊都記錄了許多筆交易,區塊與區塊之間再鏈結起來,例如:區塊3 鏈結到區塊2,再鏈結到區塊1,最後再鏈結到區塊0。


圖三:比特幣帳本示意圖。(資料來源:杜宏毅博士,
Block Chain的前世今生與未來,臺灣網路認證公司)


值得一提的是,圖三畫出來的只是示意圖,實際上比特幣帳本並不是像Excel 一樣的表單,基本上比特幣是一種虛擬電子貨幣,因此......【更多內容請閱讀科學月刊第574期】



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