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前言
近日 Bitcoin 被炒得熱哄哄的，筆者也來趕上潮流，簡單說明一下究竟 Bitcoin 是什麼一回事，也討論一下 Bitcoin 這種區塊鏈貨幣取代傳統貨幣的可能性。大家炒賣之餘亦應了解 Bitcoin 背後的技術，否則，你真的有信心真金白銀買入這些連你自己也無法解釋的東西嗎？請大家先看完本文，再衡量是否值得投資。
區塊鏈貨幣
區塊鏈貨幣 (Blockchain Currency) 是 Bitcoin 這種電子貨幣的統稱，除了 Bitcoin 以外，網絡上已出現超過一千款這種區塊鏈貨幣了，比較有名的還有Ethereum 和 Litecoin 等。區塊鏈貨幣與傳統貨幣有以下幾個分別：
分別1. 記賬方式
傳統貨幣主要依靠銀行記賬，例如每個月老闆出糧給員工多以自動轉賬方式直接存入員工的銀行戶口，由銀行負責保存記錄，這就是所謂的中央記賬系統。由於銀行是有信譽的機構，我們很有信心由他們去修改和保存我們的存款紀錄。而區塊鏈貨幣則由世界各地的參與者一同記賬，是分散式的記賬系統，或稱為去中心化結構 (Decentralized Structure)。但我們怎樣確保參與者記下的是正確紀錄呢？稍後說明。
分別2. 不受主權國家操控
主權國家會致力維護其發行的傳統貨幣的價值，包括透過於市場買賣去穩定匯率，國家中央銀行也可通過調整息率去調控經濟，甚至可以主動發鈔影響幣值控制通漲。相反，區塊鏈貨幣並非由國家發行，無法被主權操控，所以也被稱為「自由的貨幣」。
分別3. 發行量有限
區塊鏈貨幣會限制發行量以維持其價值，以 Bitcoin 為例，上限為 21,000,000 枚。現時 (2017年) 已發行的 Bitcoin 數量大約是 16,000,000 枚，新的 Bitcoin 會透過挖礦產生，這又是一個大家非常關注的話題，稍後說明。
分別4. 匿名擁有
傳統貨幣可以透過戶口資料確定擁有者，政府有權把違法者資產凍結或充公。而區塊鏈貨幣則不需實名制，資產由誰人擁有無法追查，導致區塊鏈貨幣迅速成為各地罪犯至愛，前陣子肆虐全球的勒索軟體都要求受害者用 Bitcoin 繳付贖金。
賬簿
區塊鏈貨幣最讓人謎思的是其記賬方法。剛才說過，區塊鏈貨幣用的是分散式記賬系統，理論上所有參與者都擁有相同的賬簿 (Ledger)。舉例：Alice 給 Bob 10 元，Bob 給 Carol 20 元，Carol 給 Alice 5 元。這 3 條紀錄稱為 Transaction，全世界都會接收到這 3 條 Transaction 並且寫進賬簿之中。
謎思1. 可以製做虛構的 Transaction 嗎？
如果 Bob 未經 Alice 同意，虛構一條 Alice 給 Bob 100 元的 Transaction 並發給全世界，能夠成功嗎？區塊鏈貨幣是使用密碼學上一種叫非對稱式加密 (Asymmetric Encryption) 的原理，透過這種複雜的數學方法為 Transaction 加上數碼簽章 (Digital Signature)，使其無法被偽冒，只有賬戶持有者可以產生 Transaction。非對稱式加密中最具代表性的 RSA 加密演算法自 1977 年提出，至今也沒人能找到一個有效的破解方法，使非對稱式加密在網絡保安上被廣泛使用，例如：HTTPS 加密和 VPN 加密等。如有興趣了解非對稱式加密原理，可參考本網頁介紹密碼學的文章。由於使用到加密技術，所以區塊鏈貨幣也被稱為電子加密貨幣 (Cryptocurrency)。
謎思2. Transaction 的排序可被修改嗎？
如果 Alice 起初只有 5 元，她是無法支付 Bob 10 元的，因為賬簿不接受負數餘額。如果 Alice 嘗試修改賬簿裡 Transaction 的順序，讓 Carol 先給自己 5 元，她便可以支付 Bob 10 元了。如何防止這個問題發生呢？
區塊鏈貨幣使用 Hash 技術去防止這個問題。Hash 也是一種密碼學技術，為賬簿產生出一堆字串，相同的賬簿所產生的字串必然相同，但只要賬簿裡有一丁點不同，所產生的字串完全變成另一回事。所以只要把產生的字串連同賬簿一同發佈，其他參與者收到後只要 Hash 一下賬簿看看是否能夠產生同一組字串便可驗證賬簿有沒有被修改過。Bitcoin 使用 SHA256 來產生 256 Bits 的字串，字串相同機會只有 2^256 份之 1，近乎無可能。
謎思3. 人人都可發佈賬簿，該相信那一份？
剛才說過，賬簿裡少許變動都會讓 Hash 字串大幅改變。區塊鏈貨幣會邀請全世界進行一場競賽，稱為 Proof of Work，就是讓大家在賬簿末端任意加入一組數字，但規則是這組數字 (Special Number) 必需使 Hash 值首 30 Bits 全部是 0。最快找到這組數字的人可以發佈這本包含 Special Number 的賬簿，全世界就相信這本賬簿。由於 Hash 無法逆向運算，要找出這組 Special Number 的唯一方法是逐一數字嘗試，要成功找出來必需使用擁有龐大運算能力的電腦。包含此組特別 Special Number 和 Hash 值的賬簿才是真正可信的紀錄。
謎思4. 賬簿太大了，影響處理效率
由於賬簿記錄了全球每一條 Transaction，容量實在太大了，而且每分每秒都在增加，為了方便管理和減少運算 Hash 值的時間，賬簿會被分成很多細小的 Block (區塊)，但 Block 與 Block 之間必需有特定連繫以確保其次序沒有調亂，所以每個 Block 所計算出來的 Hash 值會被放到下一個 Block 的起始位置。這就組成一串長長的鏈，稱為 Block Chain (區塊鏈)，區塊鏈貨幣這個名字就是從這裡出來。
挖礦
來到大家最關注的題目了，究竟何為挖礦？剛才說過，有效的 Hash 值需要運用龐大運算能力的電腦計算出來，涉及昂貴的硬件成本以及營運開支，有誰願意為世人付出呢？所以區塊鏈貨幣提供一些奬勵給願意付出的人士去維持整個分散式記賬機制的運作。幫忙計算 Hash 值的志願者都可以在 Block 內加入一條特殊的挖礦 Transaction (增加少量貨幣給自己的帳戶)，一旦成功算出 Hash 值，則 Block 生效並且被發佈出去，他就能賺取該些區塊鏈貨幣，成功挖礦了。
分散式挖礦
分散式挖礦的道理很簡單，10 台電腦提供的運算能力比 1 台好，100 台比 10 台好。分散式挖礦就是由一台機器透過網絡操控多台挖礦機同時找尋 Special Number。有人就利用這個概念造出病毒來控制網絡上的電腦或手機一同進行挖礦，病毒程式碼可能感染程式或手機 Apps，也可能被殖入網頁，使用者在不知不覺間被盜用電腦的運算能力進行挖礦，當然挖礦所得屬控制者所有。筆者認為分散式挖礦如果可以被善意利用的話，可能得出一套新的商業模式。舉例：網絡遊戲商提供免費遊戲給玩家，但預先告知玩家遊戲程式會利用電腦或手機的少部份運算能力進行挖礦，玩家可以免費玩遊戲之餘，遊戲商也得到收入。
風險因素
所以區塊鏈貨幣值得投資嗎？它真的可以取代傳統貨幣嗎？筆者對區塊鏈貨幣仍抱著觀望態度，主要考慮到以下風險因素。
風險1. 加密技術被破解
區塊鏈貨幣建基於非對稱式加密技術，雖然暫時仍沒有被破解，但電腦運算速度一日千里，有利於暴力解密 (即不斷嘗試密碼或鑰匙直至成功解密的一種破解方法)。而發展當中的量子電腦技術更加是加密技術的尅星，一旦研究取得成果，現存的加密技術會否面臨重大挑戰？
風險2. 政府打壓
主權國家必會維護自己能夠操控的傳統貨幣，去維持經濟和政治穩定。雖說電子貨幣在未來勢必取代實體貨幣，但由政府認可機構牽頭的形式比起這種自由自在的貨幣成功機率會不會較大呢？畢竟並非所有國家都能夠接受「自由」這概念。
風險3. 貨幣價值
貨幣之價值一向取決於大眾對該種貨幣能換取貨品的信任度，例如某國家政局動盪，大家擔心該種貨幣不可靠，價值自然下跌。然而，現時區塊鏈貨幣之價值似乎建構於大家對其取代傳統貨幣之願景，會不會是市場炒作多於事實？
風險4. 投資挖礦值得嗎？
如考慮投資大量金錢購買高效能電腦去挖礦，則需留意硬件速度每年遞增，今年投資的挖礦機下年已經比別人新買的慢，成功挖礦的機率只會逐年遞減，所以收益能否抵消置換過時硬體的成本呢？
風險5. 缺乏監管
如區塊鏈貨幣有天幸運地成為主流貨幣，擁有龐大運算能力的組織又會不會可以聯合起來壟斷 Hash 程序，從而控制大眾的資產呢？
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Jan Ho 2017-12-20
Posted In: 其他技術 Others
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