區塊鏈是加密貨幣 (Cryptocurrency) 與金融科技 (FinTech) 領域，會運用到的重要核心技術之一。
區塊鏈不但促成了比特幣 (Bitcoin) 的誕生，同時也為金融領域帶來革新，本文將由淺入深，介紹什麼是區塊鏈，它的運作原理特性以及相關應用領域。
區塊鏈是什麼?
科技巨頭 IBM 將區塊鏈 (Blockchain) 定義為一個共享而不可竄改的帳本，可以用來紀錄交易和追蹤資產流向。
區塊鏈就是一種由大家共同持有，無法偽造的「分散式帳本」技術。
當我們將錢存到銀行的時候，銀行會提供一本存摺給我們，存摺上面記載了我們每一筆交易還有餘額，這本存摺就是所謂的「帳本」。
在使用區塊鏈的情況下，所有的人手中都會有一筆同步更新的帳本。有當交易發生時，交易紀錄會即時更新在所有人的帳本上。
要是某個有心人士想竄改一筆已經發生過的交易，就會因為和其他人手中的交易紀錄不吻合，而馬上被發現。
這就是區塊鏈的核心概念：分散式帳本技術 (Distributed Ledger Technology, DLT)。
分散式帳本技術 Distributed Ledger Technology (DLT)
把帳本「分散出去」讓每個人共同持有
區塊鏈所採用分散式帳本技術 Distributed Ledger Technology (DLT) 是什麼呢？
簡單來說，就是把帳本分散出去，讓每個人共同持有，也就是每個人都可以透過帳本對帳。
傳統上，交易紀錄通常是被政府機關或銀行等中介單位給把持住。
例如銀行帳戶的存款提款的交易紀錄，都是集中存放在銀行管理的。正因如此，銀行勢必會成為有心人士篡改，或駭客入侵破壞銀行系統的重要目標。
如果有採用區塊鏈的分散式帳本技術，就可以避免這些問題了。
透過分散式帳本達到去中心化
區塊鏈的分散式帳本，將銀行等中介單位去掉了，這就是所謂的「去中心化」
分散式帳本不需要特定單位或人員管理帳本就可以運作。和傳統交易將交易資料存放在政府、銀行等少數或單一對象身上不同。
如果交易紀錄是被政府或銀行等單位內的少數相關人士給把持住，有人想要竄改帳本中的紀錄，只要少數幾個相關人士串通好，直接竄改手中帳本上的紀錄即可
採用區塊鏈的分散式帳本概念，因為每個人手上都有一本帳本可以對帳，所以如果要篡改紀錄，就必須串通多人一起修改。
因此竄改紀錄的難度，也就被大幅拉升到幾乎難以達成的程度，進而達成防竄改目的。
以 Google Docs 雲端文件為例
常見的 Google Docs 雲端文件也有類似特性：
Google Docs 文件是同步分散給多人同步編輯的，而不是使用副本，一個人編輯完畢後，再傳給下一個人的傳閱模式。
所以當多人同步編輯同一份文件，彼此都能看到大家到底輸入、編輯了什麼，任何的修改紀錄都會被紀錄下來。
使用副本傳遞的方式，是你編輯好了再把檔案傳給我，讓我繼續編輯。
如果中間萬一有個差錯，例如檔案不幸遺失，那便會造成極大的不便。
將同樣的概念，套用在存摺和交易上：
假設今天銀行的交易紀錄，因為不明原因發生錯誤，而客戶又恰好遺失存摺，就會造成死無對證的情況。
就算客戶有網路銀行交易紀錄截圖，截圖也有被人為修圖竄改的可能，因此造成舉證上的困難。
但如果有使用分散式帳本技術，大家手上都有一本帳本，且同時登載著交易紀錄，即使自己手上的帳本上記載的交易紀錄有問題，也有其他人手上的帳本可以核對。
區塊鏈技術如何運作？
MIT 的科技評論中指出，區塊鏈能夠讓人們（特別是彼此沒有互信基礎的人們）在安全且無法竄改資料的情況下，分享具有價值的資料。
看似神秘的區塊鏈，究竟是如何運作的？
首先，我們要先了解，在區塊鏈的世界中，有三個重要概念，分別是：區塊(Blocks)、節點(Nodes)、礦工(Miners)。
區塊 (Blocks)
「區塊鏈」顧名思義，可以想成由區塊 (Block) 所串成的鏈。
而「區塊」則是由以下三個元素組成：
- 資料 (Data)：資料儲存於區塊之中，可以想像成，帳本（資料）被放在箱子裡（區塊）。
- 隨機數 (Nonce)：當區塊被創造時，會伴隨產生一個 32 位元的隨機數字。可以將這個隨機數，想像成一把能夠開鎖的鑰匙。
- 雜湊值 (Hash)：雜湊值是一個經由加密演算法計算出，附加在隨機數上的 256 位元數字。是箱子（區塊）的鎖，只有對應的隨機數鑰匙，才能打開這個鎖。
想要打開箱子上的鎖，查看被鎖在箱子內的資料，就必須先找出鑰匙開鎖。但隨機數鑰匙，要怎麼找呢？
答案是，要透過「算數學」的方式，才能找出隨機數鑰匙。
每一個區塊上的鎖（雜湊值），就像是一道數學題目。這道數學題目的解答，就是鎖的鑰匙（隨機數）。唯有解開題目，才能打開區塊，查看裡面的資料。
而且每一個區塊的數學題目是「連鎖題」，上一個區塊的題目，會影響下一個區塊的題目，如同鎖鏈一般。
如果其中一個區塊內的資料遭到竄改，會影響到該區塊的鎖（雜湊值），也就會連帶導致下一個區塊的鎖產生改變。
既然鎖被改變了，那原本的鑰匙（隨機數），也勢必不能開鎖了。因此一旦鑰匙（隨機數）失去作用，也就代表資料被竄改了。
節點 (Nodes)
節點是存放區塊鏈副本的載具，可以是任何一種電子裝置（例如電腦）。
當區塊鏈正本上的紀錄有變動，節點所記載的副本也會隨著改變。節點越多，副本也就越多，因此要竄改紀錄就更不容易。
礦工 (Miners)
在區塊鏈上創造新的區 塊的這個動作被稱為「挖礦 (Mining)」，而挖礦的人，就被稱為礦工 (Miners)。
礦工在挖礦的時候，會使用特殊的程式來解區塊上的數學題，找出「能開鎖的鑰匙」（隨機數）。事實上，鑰匙和鎖有多達 40 億種排列組合。
上述提到，區塊鏈中的每個區塊，都有一個屬於自己獨一無二的鎖（雜湊值）和鑰匙（隨機數），而且鎖和鑰匙（雜湊值和隨機數），都是參照前一個區塊而產生的。也就是說，每個區塊上的鎖和鑰匙，彼此之間是有關係，會互相影響的。
因此挖礦就像是解「連鎖數學題」，礦工解開第一個區塊上的鎖之後，還要繼續往下解開這條區塊鏈上的所有鎖。如果區塊鏈越長，就越難解，也要解越久。
挖礦：比誰最快找到鑰匙
挖礦，就是比誰最快先把區塊鏈連鎖數學題解開。
但除了解開題目之外，礦工找到的鑰匙，還需要得到區塊鏈上所有節點的認可，礦工才能真的解鎖，將箱子（區塊）打開，並將資料放進箱子（區塊）。
第一個解開題目的礦工所找到的鑰匙，被所有節點接受後，這位礦工就可以將資料寫進區塊鏈。也就是說，礦工會得到「區塊鏈帳本的紀錄權」，這位礦工將有權利，在區塊鏈帳本上紀錄資料。
此外，礦工還能獲得虛擬貨幣作為獎勵，也就是俗稱的「挖到礦」。
如果想知道具體要怎麼挖礦、有沒有推薦的工具或手法，這裡有一篇 如何在家用顯卡挖礦教學 ，包括變現方式和稅務事項，所有的資訊都詳細整理在文章中，保證看完不再一頭霧水。
區塊鏈的「鏈」是什麼意思？為什麼要叫做 BlockChain？
區塊鏈上的資料，有著一環扣住一環的特性，因此才會使用區塊「鏈」(Blockchain)這個名稱。
區塊鏈是由一個一個的區塊組成的，每一個區塊之間，是透過加密技術所串起來的。而資料，也就是帳本，會分成一塊一塊，存在每一個區塊中。
如果今天有人想要竄改某一個區塊中帳本上的某一筆紀錄，他必須先解開區塊鏈的連鎖數學題，才能夠竄改資料。
就算竄改成功了，因為資料被異動過，區塊上的鎖（雜湊值），會隨之改變，連帶影響後面區塊的鎖，導致原本找到的連鎖數學題答案（也就是鑰匙）失效，不能再開鎖了。
區塊鏈上的每筆資料都經過加密，紀錄資料的帳本還被串在一起。再加上分散式帳本技術，讓大家手中都有一份帳本，又有節點記載著副本。
所以只要有資料被竄改過，一經比對就會馬上被發現。也就是說，區塊鏈上的資料，因為有著環環相扣的特性，而無法被任意更改。
區塊鏈投資：透過區塊鏈技術獲利
要如何透過投資區塊鏈獲利呢？
想到投資區塊鏈，多數人第一個想到的就是「加密貨幣」。
加密貨幣確實是目前區塊鏈投資的重要標的，但實際上，區塊鏈的應用層面是更加廣泛的，區塊鏈的投資標的不是只有加密貨幣一種，也不是只有投機交易這一種獲利手法。
就如同大家都知道，智慧型手機除了可以拿來玩遊戲外，還有許多其他功能，像是手機應用程式(APP)生態圈崛起後，各式各樣的APP帶來的便利性與實用性，就遠大於玩遊戲一途。
區塊鏈的獲利管道，大致可分為「技術」、「知識」與「加密貨幣 」三大領域。
區塊鏈技術
單純運用區塊鏈技術也能創造獲利，例如知名晶片大廠英特爾(Intel)將區塊鏈技術納入研發版圖，科技大廠 IBM也結合區塊鏈和雲端技術，進而提升獲利。
也有所謂的加密貨幣銀行 Silvergate Capital，或是數位資產暨區塊鏈公司Galaxy Digital等，專注在區塊鏈技術上做出相關應用與革新的公司。
投資人若看好區塊鏈技術的未來發展，可以考慮透過股票投資對區塊鏈技術有涉略的公司。
區塊鏈知識
多加了解區塊鏈相關知識，是投資自己的一種方式。如果想從事區塊鏈相關產業，也必須要有區塊鏈相關知識。
哈佛大學有推出六門免費的區塊鏈相關課程，MIT也有推出區塊鏈線上課程，課程難度從入門到進階都有，如有興趣和餘裕，不妨報名學習，加強自己的區塊鏈領域知識，作為未來職涯發展的基底，也是一項很好的投資。
加密貨幣
在直接利用區塊鏈的獲利方式當中，加密貨幣佔有十分重要的地位。如果覺得挖礦技術過於高深，購買加密貨幣也是一種藉由區塊鏈獲利的方法。
根據 CoinMarketCap 網站指出，全球加密貨幣市值約 1.7 兆美元，從 2013 年的 13 億美元，成長 到上兆美元。而佔據整個市場市值四成的比特幣，從 2013 年的不到 100 美元，成長到最高 60,000 多美元，價值至少暴增了 600 倍以上。
這股風潮，也帶動其他加密貨幣蓬勃發展，像是身為加密貨幣第二把交椅的以太幣，幣值成長了上千倍，其他種類的加密貨幣，也如雨後春筍般遍地開花。
例如起初因為有趣好玩而發行的狗狗幣Dogecoin，居然也像其他加密貨幣一樣，價格大幅上漲。
區塊鏈的應用
加密貨幣：比特幣 Bitcoin
區塊鏈最著名的應用，就是加密貨幣比特幣。比特幣由匿名作者中本聰於 2008 年發明，在 2009 年的 1 月發布使用後，成了區塊鏈於真實世界中的第一項應用，比特幣也將區塊鏈技術發揚光大。
基於區塊鏈技術演算法，比特幣有區塊鏈的「分散式帳本」，還有交易紀錄透明等特性。
因此比特幣的帳本，是建立在一個公開且分散的基礎上，這個帳本允許任何礦工解決區塊鏈的加密連鎖數學題後，在區塊上加入新的交易紀錄，也就是記帳。記帳成功能獲得的獎勵，則是一個區塊 25 個比特幣。
任何人都可以挖比特幣
任何人都可以透過網路，貢獻出自身電腦的運算能力，解出數學題，以獲得比特幣作為報酬。這樣的行為也就是俗稱的「比特幣挖礦」，挖礦所需仰賴的幕後功臣，就是區塊鏈技術。
比特幣的蓬勃發展，伴隨而來的是挖礦的能源消耗問題。隨著區塊鏈日益增長，投入者也越來越多，為了解開區塊鏈每一區塊上的數學題，所運用的運算能力有增無減。
根據推估，比特幣網路一年所消耗的電力已達 129 兆瓦/小時，已經超過挪威 124 兆瓦/小時，緊追在紐約州的 161 兆瓦/小時後面，可見其電力消耗之大。
加密貨幣：以太幣 Ethereum
2013 年以太坊共同創辦人與發明者 Vitalik Buterin 提出的以太幣，是市佔第二大的加密貨幣，緊追在比特幣之後。
以太幣和比特幣一樣，都是使用區塊鏈技術的加密貨幣。但無論是討論度和創新程度，以太幣都不會輸給比特幣。
以太幣應用：去中心化金融 Defi
以太幣為區塊鏈應用增添了更多不同的面向，除了加密貨幣以外，還發展出了去中心化金融(DeFi)，DeFi有別於傳統金融，使用的是「以太坊」這種區塊鏈的應用——智能合約(Smart Contrct)，不需仰賴銀行、券商或交易所提供的服務，就能進行一系列金融交易活動。
「以太坊」這種區塊鍊，是以太幣存放的「錢包」，目前正更新要把以太坊 1.0 「合併」進以太坊 2.0，將替換掉以太坊 1.0 的共識機制 (Consensus Mechanisms)，預計解決可規模性、礦工門檻等問題，讓以太坊能達成大規模化的目標。
在眾多加密貨幣中，如果說比特幣是一把尚方寶劍，佔了絕大的重要地位。那以太幣就是把萬用瑞士刀，多種區塊鏈應用情境，都能看見以太幣的身影。
Smart Contracts 智能合約
前述所提及到，DeFi 使用了智能合約，讓交易更加有保障，智能合約又是什麼呢？
IBM 對於智能合約的定義，是一個存放於區塊鏈的簡單程式，當事先設定好的條件達成後，便會自動履行合約內容。
可以將智能合約想像成一個自動化程序，例如設定「A股票獲利超過15%」這個條件被滿足時，不需人工操作，智能合約即自動執行「賣出所有A股票」。
智能合約不需要透過任何中央主管機關或銀行等中介單位，協助執行或是監督，就能夠自動化執行，也就是說，智能合約具備去中心化的特性。
另外，智能合約也承襲了區塊鏈的可追蹤性與不可竄改性。因此，智能合約的建立、修改以及執行等，都是有紀錄可以追蹤查看的，若有人竄改智能合約，也會留下紀錄。
銀行與金融服務
區塊鏈技術，對於銀行與金融業服務響最具前瞻性的應用，莫過於前述所提到的去中心化金融 DeFi 了。
事實上，區塊鏈得以解決傳統銀行所面臨到的許多困境，例如銀行的上班日僅限於平日的特定時段，或是跨國金融交易需考量到時差，以及結算時間較長等。
但如果採用區塊鏈交易，則沒有所謂的營業時間和時差限制，區塊鏈上的加密貨幣交易，可 以說是全年無休。
在交易速度上也十分迅速，傳統銀行入帳（例如跨國匯款）可能需要等待數小時，甚至數天不等。但以比特幣的交易時間為例，短則約 15 分鐘，長則約莫 1 小時，只要比特幣的網路不壅塞，都可以快速完成交易。
因此如果能妥善運用區塊鏈，便能大大提升金融便利性，並可省下可觀的金融交易成本。
資產紀錄
在買賣不動產等，交易流程複雜，或規模較為龐大的資產時，買賣雙方所需要辦理的手續都很繁雜。
例如如買賣房屋，有許多實體文件需要透過各種管理，或辦理各種手續，以送交到買賣雙方、仲介、政府或銀行等多方手上。
是萬一不幸在任何環節中，發生疏失（例如弄丟文件、紀錄出錯等），勢必會造成爭議，並會讓交易人增添不少困擾。
在買賣房屋的交易流程中，如果各方對於彼此的信任薄弱，導致需在各流程、關卡上加以驗證真偽，便會十分耗時，而且容易引發爭議。
如果將區塊鏈技術應用在資產紀錄上，由於區塊鏈本身具有相當的公信力，像是區塊鏈有可追蹤性與不可竄改性等，便能在一定程度上，減少信任方面的疑慮，進而減少因不信任，而需驗證產生的時間和金錢成本。
近期十分火熱的非同質化代幣 (NFT)，便是一種使用區塊鏈作為資產紀錄的實際應用。
區塊鏈的應用實例
除了加密貨幣與智能合約等，區塊鏈也逐漸發展出許多不同的應用。
去中心化 P2P 借貸
過去人們進行 P2P 借貸時，多半都需要一個有公信力的第三方平台，作為中間人甚至擔保，才能降低借貸上的信任風險。但大多數第三方P2P借貸平台，卻不像傳統商業銀行那樣值得信任。
去中心化的P2P 借貸，免除了第三方中介，也就是不需要任何銀行或平台介入。貸款方只要將一定數位資產抵押於合約內，且提供超額擔保，就能提供給借款方保障。
零成本樂透
「買樂透需要下注」眾所皆知，難道世界上有不用下注的樂透嗎？
名為 Pooltogether 的區塊鏈去中心化應用，玩法與樂透相去不遠。Pooltogether實際上是類似「標會」的概念，眾人透過智能合約，集資把一筆錢拿去「去中心化借貸平台」放款賺利息。參與者可以無本參加抽獎，幸運得主將可以獨得每週的利息所得。
按讚兼打賞
自媒體創作的傳統收入來源，有置入廣告、接業配文等方式。近來有一種名為Likecoin 的新興按讚兼打賞工具，可以讓創作者得到的每一個讚，都能換成錢。
Likecoin上的按讚和打賞獲利，是用Likecoin（讚賞幣）加密貨幣進行的。付費用戶（Civic liker 讚賞公民）可以選擇用 5、20 或 100 美元兌換成Likecoin，贊助創作者。
免費用戶也可以按讚支持喜歡的作品，Likecoin每月會按照比例，將打賞金分配給創作者。
用虛擬貨幣打賞創作者，對於創作者而言是一筆額外收入，也有鼓勵創作者多多創作優質作品的功能。
電商消費回饋比特幣
經常使用線上購物而且特別精打細算的 消費者，多少都知道 Shopback 或 Line 購物等現金或點數回饋網站。
Lolli 比特幣回饋網，其實和現金或點數回饋網站很類似。不過有別於現金回饋與 Line Point 回饋，Lolli回饋給消費者的是比特幣，在回饋金的發放速度上，也比傳統現金回饋網站快上不少，最快只要 30 分鐘即可入帳。
融入代幣經濟的內容創作平台
在內容創作平台 Steemit發文或回覆，可以獲得虛擬貨幣Steem coin作為報酬。但實際上能獲得多少Steem coin，和創作者的聲量與人氣息息相關，只要人氣夠旺，報酬就有可能會水漲船高。