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- 575期－區塊鏈與比特幣（11月號）
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2017-11-01數位黃金比特幣
575 期
Author 作者
作者∕曲建仲
誕生僅八年的比特幣（bitcoin）坐實了「數位黃金」之名，於2017年10月20日漲到歷史新高5932美元，價值已超越貨幣史中地位悠久的黃金。如果我們把每1比特幣對照每1盎司黃金，則比特幣比黃金還要貴了幾倍，真的是大勝黃金，雖然這樣的對比喻有點奇怪，但是所有的媒體都是這麼形容的。每次聽到比特幣，總會提到區塊鏈，到底什麼是比特幣？什麼又是區塊鏈（block chain）？而區塊鏈是「區塊（block）」了什麼？ 又「鏈（chain）」了什麼呢？
比特幣的起源
比特幣的發明人中本聰（Satoshi，筆名，其真實姓名目前尚無定論）在 2008 年發表了一篇名為「比特幣： 一種對等式電子現金系統（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）」的論文，提出了稱為「比特幣」的電子貨幣及其演算法，由於比特幣不適合即時大量的小額交易，而且比特幣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抽離出來尋找新的應用，並且取了新名字「區塊鏈」， 是此名稱的由來。由於區塊鏈是源自於比特幣，因此要了解什麼是區塊鏈，就必須先從什麼是比特幣談起。
假設Satoshi 創造比特幣與比特幣帳本（BTC ledger）並且給自己50 btc，他想要用20 btc 向 Alice 購買一本書籍，並且記錄在比特幣帳本內，如圖一所示，Alice 第一次聽過有這種東西，她好奇的問Satoshi： 這個叫什麼幣的聽起來好酷，但是我要怎麼用它來和別人買東西呢？
Satoshi告訴Alice：這個很簡單，妳可 以用同樣的方法，支付Bob金額10 btc購買一顆蘋果，並且也記錄在我的比特幣帳本內，如圖二所示。既然比特幣真的可以買到東西，因此Alice很開心的收下了這種第一次聽過的虛擬貨幣。
後來Alice與Bob想想，不對呀！我們彼此之間的交易帳本都儲存在Satoshi 的電腦裡，都是他說了算，我們有什麼保障呢？聽到了這樣的質疑，Satoshi 說：沒關係，那我把比特幣帳本複製給你們，如圖三所示，讓你們手上也有一份，這樣就可以了吧！
但是這樣真的就沒有問題了嗎？
1. 將比特幣帳本複製給所有使用者，那電腦記憶體要多少才夠？
2. 每一筆交易都要通知所有使用者，那網路的反應夠快嗎？
3. 使用者未必熟悉電腦操作，如何使用電腦進行交易？
比特幣的運作方式
為了解決最後的幾個問題，Satoshi 用這樣的方式來處理，如圖四所示：
1. 由 Satoshi 發起建位第一個節點 （Node），節點是指伺服器（Server）以及伺服器內安裝的「節點軟體 （Node software）」與「比特幣帳本（BTC ledger）」。
2. 號召網際網路上熟悉電腦操作的自 願者在世界各地建立節點，同時在伺服器（server）內安裝節點軟體與比特幣帳本。
3. 節點與節點之間經由「對等式網路連線（peer to peer network connection）」軟體進行資料交換。
4. 使用者安裝手機應用程式（APP）「 比特幣電子錢包（BTC wallet）」， 並且以手機付款與收款，使用非常簡單。
5.手機應用程式將交易內容回傳至節點，節點再將交易內容「溢散傳遞 （propagating）」給所有的節點。
因此在比特幣的生態系裡，所有的節點是由網際網路上熟悉電腦操作的自願者在世界各地建立，節點是指伺服器以及伺服器內安裝的「節點軟體 （Node software）」與「比特幣帳本」。使用者安裝手機應用程式「比 特幣電子錢包（BTC wallet）」，並且以手機付款與收款，資料經由網路傳送給節點，再以溢散傳遞的方式傳遞給所有的節點，最後使全世界的節點內比特幣帳本是同步的。……【更多內容請閱讀科學月刊第575期】