區塊鏈基礎

引言

區塊鏈技術是一種革命性的資料儲存與追蹤方式，同時讓任何人都能檢視這些資料。它把資料整理成一份公開的歷史交易清單，人人可看，但誰都無法修改。這份公開的交易清單統稱為區塊鏈帳本。

瞭解區塊鏈的各個層次之後，你就能讀懂區塊瀏覽器這個工具所展示的結構：區塊的列表、這些區塊裡的交易，以及每一筆交易的細節。想親眼看看，可以試試 Etherscan，這是以太坊上很常用的區塊瀏覽器。

區塊鏈的結構

「區塊鏈」既可以當名詞用（比特幣區塊鏈），也可以當形容詞用（區塊鏈技術）。無論哪種用法，區塊鏈指的都是加密貨幣賴以建立的整個結構。

從外往裡看，區塊鏈有 3 個層次：

1. 整條區塊鏈由按順序連線在一起的區塊組成
2. 區塊由一組組交易彙集而成
3. 交易是網路上地址之間的價值轉移，或是發給程式的指令

這三層結構合在一起，構成一份密碼學帳本：網路上所有交易的、不可更改的歷史記錄。

知識檢測 1

什麼是區塊鏈？

• [ ] 由交易整理而成的一組組區塊

• [ ] 一份人人可看、誰都無法修改的共享記錄

• [ ] 按順序連線在一起的區塊

• [ ] 以上都對

細看帳本

在常見的貨幣體系裡，我們信任銀行這類第三方去記錄每個人有多少錢。但要真正做到 Bankless，我們想要一個不必信任某個實體來管理帳本的體系。

帳本是區塊鏈上有史以來所有交易的清單；對於公開區塊鏈，任何人都能檢視它。帳本里一批批相互獨立的交易組成區塊，區塊又共同組成區塊鏈。

新交易被記入帳本後，每個地址上的餘額隨之更新；過去的交易無法改動。這就像允許任何人隨時檢視所有人歷來的銀行帳戶交易記錄。

帳本上的交易

我們來看幾筆示例交易：

• Alice 向 Bob 傳送 5 ETH
• Bob 向 Charlie 傳送 2 ETH

單筆交易顯示的是每個地址上加密貨幣數量的變化，因此所有交易的累計結果，就是每個地址持有的加密貨幣數量。

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⇒ Alice 減少了 5 ETH

⇒ Bob 淨增加了 3 ETH（收到 5，發出 2）

⇒ Charlie 增加了 2 ETH

知識檢測 2

關於公開區塊鏈的帳本，下面哪一項是正確的？

• [ ] 所有交易都公開，過去的交易無法更改

• [ ] 帳本記錄著每個地址當前持有多少加密貨幣

• [ ] 帳本會隨著新交易的加入而增長

• [ ] 以上都對

去中心化

寫進區塊鏈帳本的交易不僅無法更改，還會在一個龐大的計算機網路裡被共享和分發。為了確保沒有任何單一實體有權改動資料，區塊鏈帳本的副本被儲存在網路中的許多臺計算機上，這些計算機叫節點。

正是這種資料共享，讓區塊鏈帳本變得去中心化。沒有任何單一權威或實體控制這些資料。像以太坊這樣的區塊鏈還是公開的，因為帳本人人可查。

這一課你只需要記住：帳本資料被共享在執行以太坊網路的眾多計算機上。

知識檢測 3

是什麼讓區塊鏈去中心化？

• [ ] 只有一個實體可以向區塊鏈寫入資料

• [ ] 它符合政府設定的去中心化要求

• [ ] 沒有單一實體控制帳本，帳本存在許多計算機上

• [ ] 帳本儲存在一臺安全的伺服器上

區塊的構造

區塊鏈有一個重要特性：交易資料一旦被寫進區塊，就無法再更改。原因在於每個區塊都有一個獨一無二的區塊雜湊，像指紋一樣，用來把區塊一個接一個地串起來。誰要改動過去的交易，就必須同時改掉那個指紋，以及它之後每一個區塊的指紋，因為每個指紋都依賴前一個。

所以每個區塊其實就是一組交易，加上一個由區塊內容算出的獨特指紋（它的區塊雜湊）。區塊之所以連成一條鏈，是因為每個區塊都引用了前一個區塊的獨特指紋，從而形成一條完整相連的區塊鏈。

知識檢測 4

區塊雜湊的用途是什麼？

• [ ] 加密區塊資料，讓別人讀不到

• [ ] 把區塊串聯起來，讓過去的交易資料無法更改

• [ ] 確保交易被髮送到正確的地址

• [ ] 確保區塊鏈保持去中心化

區塊內部

記住，區塊資料就是一組打包在一起的交易。深入單個區塊看，我們會看到一份交易清單，以及一些關於誰建立了這個區塊的資料。

回到前面討論區塊鏈帳本時的例子，那兩筆交易可能被歸進同一個區塊，也可能隨著時間被分散到多個區塊裡。但無論落在哪個區塊，它們最終都會被記入整個區塊鏈帳本。

• Alice 向 Bob 傳送 5 ETH
• Bob 向 Charlie 傳送 2 ETH

別忘了，每個區塊還必須引用上一個區塊的區塊雜湊，才能把區塊鏈連起來。

知識檢測 5

一個區塊裡包含哪些資訊？

• [ ] 之前所有區塊裡包含的全部資訊

• [ ] 與區塊鏈相關的一切，因為區塊大小沒有限制

• [ ] 交易資料，以及對上一個區塊的引用

• [ ] 固定時間段內產生的全部交易資料

單筆交易

任何區塊鏈上的資料，本質上都是一份交易清單，記錄著貨幣在使用者之間的轉移。每一筆交易都必須有傳送方的數位簽章才有效。

你在錢包裡確認交易時做的就是這件事：用你的數位簽章來授權一筆交易。可以把它想成在支票、收據或刷卡單上簽字的數位版。

交易可以很簡單，比如轉出加密資產；也可以更復雜，比如兌換加密資產，甚至部署一段被觸發時才執行的特殊程式碼，也就是智能合約。

最後，每筆交易都有一個獨一無二的數位標識，叫交易雜湊，其他交易都不會與它相同。這讓人們日後可以方便地指認任何一筆交易，也確保這筆交易的細節事後無法被改動。

知識檢測 6

區塊鏈上的資料就是一份被打包進區塊的交易清單。這樣的交易例如：

• [ ] 傳送或接收加密資產

• [ ] 改變區塊的大小

• [ ] 編輯過去的區塊鏈資料

• [ ] 以上都對

使用者地址

地址是一個公開標識，任何人都能在區塊鏈上查到它。就像電子郵箱地址一樣，誰都可以往裡面轉帳，但只有掌握私鑰的人，才能解鎖並動用該地址上的資金。

在以太坊上，地址總是以 _0x__________ 開頭，由 42 位數字和字母組成，從該地址的公鑰推導而來。

在區塊瀏覽器裡檢視單筆交易時，我們能看到 From: 和 To: 兩個地址。這並不能告訴我們控制這些地址的人是誰，但讓任何使用者都能追蹤加密貨幣在區塊鏈帳本中的流動。

知識檢測 7

關於區塊鏈地址，下面哪一項是正確的？

• [ ] 它們是區塊鏈上不同主體的公開標識

• [ ] 在以太坊上它們總是以 0x 開頭

• [ ] 誰掌握私鑰，誰就能動用該地址上的資金

• [ ] 以上都對