【區塊鏈之菜鳥入門】區塊鏈發展史：從拜占庭將軍問題到智慧契約

時間 2019-11-24

原文原文鏈接

在「【區塊鏈之菜鳥入門】親，你淘的區塊鏈到了！」這篇文章中，咱們瞭解到了區塊鏈技術的出現實際上是爲了去除銀行類等中心機構的信用背書。從本來信任足夠信用度的單獨個體（中心）到信任一堆個體，這一過程就極大地下降了信任成本，而區塊鏈技術的核心也就是去中心化，去信用中介。咱們也聊到了區塊鏈是比特幣的底層技術，可是區塊鏈就僅僅是比特幣的底層技術麼？區塊鏈通過了怎樣的變革才走到今天的呢？本文就爲你們揭曉。git

本文是【區塊鏈之菜鳥入門】部分的第二篇，什麼？拜占庭將軍問題、雜湊現金......聽上去蠻有意思，等着，我去搬個小板凳，聽一聽區塊鏈的發展史中的那些事。算法

本文技術要點：安全

區塊鏈源自比特幣，不過在這以前，已有多項跨領域技術，皆是構成區塊鏈的關鍵技術；而如今的區塊鏈技術與應用，也已經遠超過比特幣區塊鏈。要追溯區塊鏈（Blockchain）是怎麼來的，不外乎先想到比特幣（Bitcoin），比特幣是第一個採用區塊鏈技術打造出的P2P電子貨幣系統應用，不過比特幣區塊鏈並不是一項全新的技術，而是將跨領域過去數十年所累積的技術基礎結合。架構

比特幣區塊鏈所實現的基於零信任基礎、且真正去中心化的分散式系統，其實解決一個30多年前由Leslie Lamport等人所提出的拜占庭將軍問題。函數

1982年Leslie Lamport把軍中各地軍隊彼此取得共識、決定是否出兵的過程，延伸至運算領域，設法創建具容錯性的分散式系統，即便部分節點失效仍可確保系統正常運行，可以讓多個基於零信任基礎的節點達成共識，並確保資訊傳遞的一致性，而2008年出現的比特幣區塊鏈便解決了此問題。而比特幣區塊鏈中最關鍵的工做量證實機制，則是採用由Adam Back在1997年所發明Hashcash（雜湊現金），爲一種工做量證實演算法（Proof of Work，POW），此演算法仰賴成本函數的不可逆特性，達到容易被驗證，但很難被破解的特性，最先被應用於阻擋垃圾郵件。區塊鏈

在隱私安全方面的技術，可回溯到1982年David Chaum提出注重隱私的密碼學網路支付系統，具備不可追蹤的特性，成爲比特幣區塊鏈在隱私安全面上的雛形，以後David Chaum也基於這個理論打造出不可追蹤的密碼學網路支付系統eCash，不過eCash並不是去中心化系統。加密

在區塊鏈中每筆交易，採用橢圓曲線數位簽章演算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，ECDSA），可追溯回1985年Neal Koblitz和Victor Miller分別提出橢圓曲線密碼學（Elliptic curve cryptography，ECC），首次將橢圓曲線用於密碼學，創建公開金鑰加密的演算法。相較於RSA演算法，採用ECC好處在於能夠較短的金鑰，達到相同的安全強度。到了1992年，由Scott Vanstone等人提出ECDSA。設計

區塊鏈最先源於比特幣，但區塊鏈的應用卻不只於此。ip

過去幾年也陸續出現許多基於區塊鏈技術的電子貨幣（統稱爲Altcoins)，不過隨着比特幣持續備受爭議，各國政府與金融機構紛紛表態，直到近一、2年，你們才終於意識到區塊鏈的真實價值，遠超過於電子貨幣系統。ci

區塊鏈可結合認許制，以知足金融監管需求

若要將比特幣與區塊鏈技術分開來看，最大的不一樣之處在於，因爲比特幣爲虛擬貨幣應用，所以面臨各國法規的限制，但區塊鏈如今已經可結合認許制或其餘方式來管控節點，決定讓哪些節點參與交易驗證及存取全部的資料，並提供治理架構（Governance Structure）及商業邏輯（Business Logic）兩大關鍵特性。目前區塊鏈可分爲非實名制和實名制兩種，前者如比特幣區塊鏈，後者如臺大地的GCoin區塊鏈。如今的區塊鏈已經可結合認許制 (Permissioned)，來配合金融監管所需的反洗錢 (AML) 與身份驗證 (KYC) 規範。而銀行和金融機構想採用的都是實名制的區塊鏈。

區塊鏈演進階段

區塊鏈技術隨着比特幣出現後，經歷了幾個不一樣的階段，常見的分法將比特幣視爲Blockchain 1.0，爲數位貨幣（Currency）應用，Blockchain 2.0開始出現如智慧資產（Smart Assets）、智慧契約（Smart Contracts）等貨幣之外的應用，Blockchain3.0則是指更復雜的智慧契約，將區塊鏈用於政府、醫療、科學、文化與藝術等領域。

區塊鏈新創DTCO執行長李亞鑫基於現有的分法進行補充，他認爲，Blockchain 2.0以彩色幣（Colored Coin）爲表明，在區塊鏈上運行Open Assets Protocal，可傳遞貨幣之外的數位資產，如股票、債券等。而從Blockchain 2.0以後，可再分出一類屬於Blockchain 2.5的應用，包括代幣（貨幣橋）應用、分散式賬本（Distributed Ledgers）、資料層區塊鏈（Data Layers Blockchain）、結合人工智慧（Artificial Intelligent），以及無交易所的國際匯款網路，以Ripple爲表明，資料層、分散式儲存則以Factom、MaidSafe爲表明，Blockchain3.0則以Ethereum爲表明。他表示，Blockchain2.5跟Blockchain3.0最大的不一樣在於，3.0較強調是更復雜的智慧契約，以2.5則強調代幣（貨幣橋）應用，如可用於金融領域聯盟制區塊鏈，如運行1:1的美圓、日圓、歐元等法幣數位化。因爲區塊鏈協議幾乎都是開源的，所以要取得區塊鏈協議的原始碼不是問題，重點是要找到好的區塊鏈服務供應商，協助導入現有的系統。而銀行或金融機構得對區塊鏈有必定的瞭解，才能知道該如何選擇，並應用於適合的業務情境。去年金融科技（Fintech）纔剛吹進亞洲，沒想到才過幾個月，一股更強勁的區塊鏈技術也開始引爆，全球金融產業可說是展示了史無前例的決心，也讓區塊鏈迅速成爲各界切入金融科技的關鍵領域。

儘管如今就像是區塊鏈的戰國時代，不過銀行或金融機構要從理解並接受區塊鏈，到找出一套你們都承認的區塊鏈，且真正應用於交易上，恐怕還須要一段時間。此次只比國外晚了半年，引爆點可從臺大釋出一套自行開發的開源區塊鏈協議GCoin，並宣佈將成立金融科技暨區塊鏈中心提及，短短一週的時間，便引起各界高度關注，接着研討會不斷，不過，因爲區塊鏈具備較高的技術門檻，你們都知道它擁有許多特性跟好處，但卻遲遲處於觀望階段，就連區塊鏈的新創業者，也很是稀少。銀行業目前也還卡在門口，除了少數金控開始分享這個議題以外，多數金融業者仍處於試圖理解技術面的階段。

技術演進：區塊鏈是怎麼來的

1982年

拜占庭將軍問題

Leslie Lamport等人提出拜占庭將軍問題（Byzantine Generals Problem），把軍中各地軍隊彼此取得共識、決定是否出兵的過程，延伸至運算領域，設法創建具容錯性的分散式系統，即便部分節點失效仍可確保系統正常運行，可以讓多個基於零信任基礎的節點達成共識，並確保資訊傳遞的一致性，而2008年出現的比特幣區塊鏈便解決了此問題。

David Chaum提出密碼學網路支付系統

David Chaum提出注重隱私安全的密碼學網路支付系統，具備不可追蹤的特性，成爲以後比特幣區塊鏈在隱私安全面的雛形。

1985年

橢圓曲線密碼學

Neal Koblitz和Victor Miller分別提出橢圓曲線密碼學（Elliptic Curve Cryptography，ECC），首次將橢圓曲線用於密碼學，創建公開金鑰加密的演算法。相較於RSA演算法，採用ECC好處在於可用較短的金鑰，達到相同的安全強度。

1990年

David Chaum基於先前理論打造出不可追蹤的密碼學網路支付系統，就是後來的eCash，不過eCash並不是去中心化系統。

Leslie Lamport提出具高容錯的一致性演算法Paxos。

1991年

使用時間戳確保數位文件安全

Stuart Haber與W. Scott Stornetta提出用時間戳確保數位文件安全的協議，此概念以後被比特幣區塊鏈系統所採用。

1992年

Scott Vanstone等人提出橢圓曲線數位簽章演算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，ECDSA）

1997年

Adam Back發明Hashcash技術

Adam Back發明Hashcash（雜湊現金），爲一種工做量證實演算法（Proof of Work，POW），此演算法仰賴成本函數的不可逆特性，達到容易被驗證，但很難被破解的特性，最先被應用於阻擋垃圾郵件。Hashcash以後成爲比特幣區塊鏈所採用的關鍵技術之一。（Adam Back於2002年正式發表Hashcash論文）

1998年