什麼是區塊鏈？區塊鏈如何運作？追蹤一筆交易

區塊鏈是一種共享的數位帳本，由數千台彼此獨立的電腦保存完全相同的副本。新紀錄會打包成區塊，每個區塊都透過密碼學與前一個區塊相連。這就是「什麼是區塊鏈、區塊鏈如何運作」的簡短答案。若要更深入理解，最簡單的方法是觀察一筆付款如何經過整個系統——因此，本指南會追蹤一筆轉帳，從你按下「傳送」的那一刻，到它幾乎不可能被撤銷為止，接著比較 比特幣、以太坊和 Solana 如何處理同一項任務。

用一段話認識區塊鏈

想像一份沒有任何單一公司擁有的試算表。每個執行該軟體的人都持有一份完整副本。任何人都可以提出新增一列，但資料只會以批次（區塊）的形式加入，而且只有在網路認定該批次符合規則時才會接受。每個區塊都帶有前一個區塊的指紋——雜湊值——因此，若更改舊紀錄，其指紋也會改變，並破壞後續所有區塊之間的連結。區塊鏈一名由此而來，也因此區塊鏈紀錄被視為可偵測篡改。

這種設計帶來三項特性：

• 沒有中央營運者。節點會互相檢查彼此的工作，而不是信任銀行或伺服器。
• 只能追加的歷史紀錄。你可以新增紀錄，但若要改寫舊紀錄，就必須重做整個網路的工作，或控制網路中大部分的質押資產。
• 公開可驗證。在比特幣和以太坊等公有鏈上，任何人都能下載歷史紀錄並檢查每一筆餘額。

區塊鏈如何運作：一筆交易的 6 個步驟

假設你要傳送 0.01 BTC 給朋友，接下來會發生以下情況。

1. 你簽署交易。你的錢包會建立一則訊息——「將這些代幣轉到這個地址」——並用你的私鑰簽署。這個簽章能證明你擁有這些代幣，而不會洩露私鑰。
2. 交易會廣播到網路。你的錢包會把簽署後的交易傳送給幾個節點，再由這些節點轉傳給各自的對等節點。幾秒內，數千個節點就會取得副本。
3. 節點會檢查交易。每個節點都會驗證簽章、確認代幣尚未被花費，並檢查手續費。有效交易會在稱為記憶池（mempool）的暫存區中等待。
4. 區塊生產者會選取交易。在比特幣網路上，礦工會挑選交易（通常優先選擇手續費最高的交易），將它們打包成候選區塊，並競相尋找低於網路難度目標的雜湊值。這場競賽就是工作量證明。
5. 區塊會新增並分享。勝出的礦工會廣播區塊。其他節點會驗證其中的每筆交易和工作量證明，然後將區塊附加到自己的副本上。礦工會獲得區塊獎勵——自2024/04減半以來為 3.125 BTC——以及手續費。
6. 確認數持續增加。每新增一個建構在該區塊之上的區塊，你的交易就更難被撤銷。許多交易所會等到比特幣 入金取得數次確認後，才為大額入金入帳。

請注意，整個過程中從未發生的事：沒有銀行核准這筆付款；只要交易遵守規則並支付具競爭力的手續費，也沒有人能阻止它。

工作量證明與權益證明：區塊如何取得共識

區塊鏈之間最大的差異就在第 4 步。目標相同——決定由誰新增下一個區塊，並讓作弊付出高昂代價——但成本的支付方式不同。

工作量證明（比特幣）要求礦工消耗實際電力。若要改寫歷史紀錄，就必須比網路其他部分加起來更快地重做這些工作；對於比特幣這種規模的區塊鏈而言，這在經濟上難以實現。比特幣每 2,016 個區塊會重新調整難度，讓平均區塊時間維持在 10 分鐘左右。

權益證明（以太坊自2022/09起採用）讓驗證者鎖定資金——每位驗證者需質押 32 ETH——而非消耗能源。簽署相互衝突區塊的驗證者，部分質押資產可能會被銷毀（「罰沒」）。作弊的代價是面臨風險的資金，而不是消耗的電力。

兩者並非在所有方面都有「優劣」之分。工作量證明的安全紀錄較長；權益證明耗能少得多，結算速度也更快。

區塊鏈交易需要多久才能結算

同一筆轉帳在不同區塊鏈上的體驗差異很大。以下是一般情況下的約略數據：

• 比特幣：大約每 10 分鐘產生一個新區塊。小額交易通常取得 1 次確認便足夠；大額交易常以約 6 次確認（約 1 小時）為標準。
• 以太坊：每 12 秒一個時槽，因此交易很快就會被納入區塊。正式最終確定性——也就是若要撤銷區塊，必須銷毀大量已質押的 ETH——會在 2 個 epoch 後達成，約需 13 分鐘。
• Solana：時槽約為 400 毫秒，因此交易幾乎會即時顯示；更強的最終確定性則會在數秒內達成。

這裡可以看出其中的取捨。速度較快的區塊鏈通常對驗證者的硬體要求較高，因此能運行節點的人往往較少。速度較慢的區塊鏈則維持較低的節點需求，讓驗證工作能由更多人分散執行。

區塊鏈做不到什麼

大多數說明文章只談優點，但以下幾項限制同樣重要：

• 它無法驗證現實世界。區塊鏈能證明紀錄寫入後未曾遭到更改，卻無法證明紀錄寫入時內容屬實。供應鏈或房產紀錄是否可信，取決於輸入資料的人是否誠實。
• 它並非預設匿名。比特幣和以太坊都是假名制。每筆轉帳都是公開的，而且地址往往能與特定人士連結。
• 錯誤很難復原。如果你把代幣傳到錯誤地址，就沒有客服能替你撤銷交易。
• 程式碼可能出錯。在區塊鏈上執行的程式——智能合約——會完全按照撰寫內容執行，包括其中的錯誤。許多大型加密貨幣損失源自合約缺陷，而非區塊鏈故障。

區塊鏈為何不只與加密貨幣有關

貨幣是區塊鏈最早的應用場景，因為它最能清楚展現其用途：兩個陌生人無須互相信任，也不需要中間人，就能完成價值交換。同樣的設計如今也支撐穩定幣、代幣化股票與債券，以及鏈上借貸。值得關注的模式很簡單——當多個參與方需要一份共享紀錄，且沒有人想讓其他人控制它時，區塊鏈就能發揮作用。如果已有一個可信任的單一參與方，普通資料庫通常更合適。

若要了解兩大區塊鏈的實際運作情況，請查看 WEEX 上的即時比特幣價格與網路概覽和以太坊頁面。了解區塊鏈是什麼，以及其底層運作方式後，觀察各項資產的交易情況，是很實際的下一步。

常見問題

1. 用簡單的話來說，什麼是區塊鏈？

區塊鏈是一份由許多電腦共同保存的紀錄簿。新紀錄會以稱為區塊的連結批次新增，而更改舊紀錄會破壞這些連結，因此很容易發現有人篡改。

2. 誰控制區塊鏈？

在公有區塊鏈上，沒有任何單一參與方能控制它。規則由數千個獨立節點執行的軟體來維護，而變更需要開發者、節點營運者，以及礦工或驗證者廣泛達成共識。

3. 區塊鏈可能遭到駭客攻擊嗎？

攻擊比特幣等大型區塊鏈的帳本，成本極高。大多數損失來自周邊較脆弱的環節——私鑰遭竊、網路釣魚、交易所遭入侵，以及有漏洞的智能合約。

4. 區塊鏈和比特幣是同一回事嗎？

不是。比特幣是一種運行於自身區塊鏈上的加密貨幣。區塊鏈是底層技術，也應用於以太坊、Solana 和數千個其他網路。