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- 575期－區塊鏈與比特幣（11月號）
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2017-11-01區塊鏈進階應用問與答
575 期
Author 作者
作者∕杜宏毅
看完了比特幣與區塊鏈的介紹，相信對兩者已有初步的認識，以下回答幾個常見的問題，進一步了解區塊鏈的應用。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的是怎麼做的呢？
問：請用幾句簡單的話說明何謂區塊鏈？
答：你用過email嗎？其實在學校或是在企業裡，大都有設立一個email 的伺服器，透過既定的通訊協定，與 世界各國各地其他的email 伺服器互通聲息、交換資訊。同樣的，所謂「區塊鏈（blockchain）系統」， 簡 單來講，你可以把它看作是一種連結各個應用單位的「訊息溝通管道」。只不過這個訊息溝通管道不是一個單純的「訊息交換器」， 而是具備了 AIDS 四項特殊功能的訊息交換網 路。這 AIDS 四個字母，分別代表 四個英文字的簡寫。
A 代表Authenticated，是「可被驗證」的意思。亦即，所有在區塊鏈系統當中所傳遞的資訊，都會被記錄在 一個名為「帳本（ledger）」 的資料庫中。而這些資料如果是採實名登錄制，則每一筆資料都可以驗明正身地確認其由來及出處。我們稱這樣的功能為「可被驗證的（authenticated）」 功能。而這項功能，在區塊鏈系統當中，是建立在類似像「電子簽章加密」的技術之上。
I所代表的英文字是Immutable，意即所有透過區塊鏈系統傳遞、記錄的資料，一旦寫入帳本中，就「無法被變造或更改（immutable）」。而這項「資料無法被變造」的功能，則植基於一種繁複的電腦演算法（algorithm）。 藉由這種演算法，我們可以將記錄在帳本中的資料，建立起一種互相連結的關係。電腦只要依照既有的程序檢視，就可以驗證原先相互關聯的關係是否仍然存在，而進一步藉此檢驗是否有人對資料動了手腳。也因此，造就了區塊鏈「資料無法被變造」的功能。
D則代表Distributed，分散式的資 料儲存方式。在區塊鏈機制之下，每個應用單位的資料，都是以「分散式 （distributed）」的方式儲存。區塊鏈的應用單位（稱之為「節點（node）」） 之間也是以網狀的方式相互連結，相對於海星狀的中衛體系，它並沒有一個所謂的「中心」， 進行資料整合與傳遞送動作（圖一）。 所以，整個區塊鏈機制當中的資料，基本上是以流水帳的方式，將所有紀錄依時間羅列，逐筆記錄在上述稱之為「帳本」的資料庫中。
S所指的是Synchronized（同步）。 在區塊鏈系統中，每個節點都有一套這樣的「帳本」， 並且所有應用單位節點中的帳本內容，都即時保持資料的一致性。亦即，只要有一個帳本中新增了一筆資料，其他節點也必須立刻被告知，同步更新帳本資料。 這樣的動作稱之為「資料同步（data synchronization）」， 而第四個字母S 所指的就是Synchronized這項功能。
問：如何使用區塊鏈，才能用到它的關鍵特性？
答：在應用區塊鏈的時候，我們會以軟體開發常用的「三層式架構（3-tier）」， 來看整個應用系統的結構。最底層是 「區塊鏈系統（blockchain system）」， 中間是「區塊鏈應用系統（blockchain AP system）」， 最上層則是應用系統與使用者間的「介面或是訊息溝通匝道（gateway/interface）」（ 圖二）。
就像我們在回答上一個問題時所說的，我們可以將區塊鏈系統當成是一個具備 AIDS特性的訊息溝通平台，藉由這個平台，訊息得以安全的傳遞，而且被同步、忠實地記錄下來，但是這樣的基礎建設（infrastructure）， 可以有哪些應用呢？……【更多內容請閱讀科學月刊第575期】