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區塊鏈與以太坊的 5 個大事紀

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區塊鏈技術和以太坊平臺的發展已成為當今最重要和引人入勝的話題之一，從比特幣的誕生開始，區塊鏈技術不斷在不同領域展現著其巨大的潛力。以太坊平臺作為區塊鏈技術的一個重要分支，它不僅擁有比特幣的特點，同時還實現了智能合約等更多功能。因此，本文將為您介紹區塊鏈和以太坊的五個重要發展事件，讓您更深入地了解區塊鏈技術的演進過程。

前情提要，區塊鏈的誕生

比特幣，不僅是區塊鏈技術的先驅，比特幣更以其去中心化、匿名性和安全性聞名於世。2009 年 1 月 3 日的上線，掀起了一股革命性的變革，由全球節點網路共同運行，以 Peer-2-Peer 的方式紀錄交易數據。採用 Proof-of-Work 的共識機制，誰先解出 SHA-256 難題來進行挖礦。比特幣一直保持著其龐大的社群和強大的影響力，成為現今密碼貨幣的基礎。但這位匿名的創始人中本聰，真實身份卻至今仍是一個謎團！

由 Hash 函數所鏈結的區塊鏈網路，一經竄改則必定斷鏈
由 Hash 函數所鏈結的區塊鏈網路，一經竄改則必定斷鏈

區塊鏈小知識

1、區塊鏈第一篇 Bitcoin 論文中「沒有」任何區塊鏈（Blockchain）及加密（Encryption）用詞，但有多次提及點對點（Peer-to-Peer）、及雜湊（Hash）、數位簽章（Signature）等密碼學用詞，故有中文學者認為不應稱「加密」貨幣，而應該稱作「密碼」貨幣

2、區塊鏈使用的 PKC（Public-Key Cryptography 公鑰密碼學），並非 Sever-Client 傳輸常見的 PKI（Public-Key Infrastructure 公鑰基礎建設）；後者的憑證是由中心化的 CA 所簽發

軍備競賽：誰先找到 Nonce 值，就可以出塊。來源：挖礦模擬網站 - https://andersbrownworth.com/blockchain/block
軍備競賽：誰先找到 Nonce 值，就可以出塊。來源：挖礦模擬網站 - https://andersbrownworth.com/blockchain/block

以太坊的誕生與重要歷程

由於比特幣社群主要實現一個分散式的數位貨幣系統，而以太坊的創辦人 Vitalik Buterin 則希望創造一個更廣泛的去中心化應用平臺；除了支援數位貨幣外，還能夠實現智能合約等功能。因此，和比特幣的觀點不同，他並沒有採取硬分叉的手段，而是直接創造了一個全新的、基於智能合約的平臺，讓開發人員可以自由創建和執行去中心化應用程式（DApps），以便更好地管理數位資產。

（1）2015 年 7 月 30 日以太坊正式上線！

最初，以太坊使用了和比特幣相同的工作量證明共識機制（Proof-of-Work，PoW），但採用更為清晰的 Account-Based 賬戶模式來取代了比特幣的 UTXO 模式；同時也採用了更為安全的 SHA3-256 Hash 函數。此外，出塊時間也從比特幣的 10 分鐘調整為更快的 15 秒鐘，使得交易得以被更快速地確認和處理。

UTXO 帳戶模型
UTXO 帳戶模型
Account-Base 帳戶模型
Account-Base 帳戶模型

而早期礦工們為了賺取以太坊共識中的出塊獎勵，不惜使用大量顯示卡來提升出塊機率，爭取記帳的行為衍變為軍備競賽，消耗了大量資源只為了儘快求得：「Ethash( HeaderHash, Nonce) < Target」式子中的 Nonce 值來賺取獎勵。

區塊鏈知識小提醒：Nonce 值

Account-Based 賬戶模式下的 Nonce 和 PoW 礦工爭相計算的 Nonce 是不同的。Account-Based 賬戶模式下的 Nonce 是為了避免 Double-Spending 攻擊而設計。假設在上圖中將右邊的交易的 Account Nonce 去除，那麼駭客是否可以再次廣播一個一模一樣的交易，而不被礦工（驗證者）發現呢？

所以，每次廣播一筆交易時都必須使用不同的 Account Nonce，這樣就可確保同一個交易不會被多次廣播，也就避免了 Double-Spending 攻擊了。

本節重點整理

  • Proof-of-Work（= 大家一起解數學難題），使用顯示卡暴力找到指定 Hash 值

  • 區塊鏈共識是由大量運算所累積而成

  • 若欲覆蓋過去的成果，需擁有全網 51% 算力才有機會超越最長鏈（51% 攻擊）

  • 但花費高昂運算資源超越最長鏈，回溯交易，導致 ETH 價值下跌並不划算

手上有越多顯示卡的人，越有機會先找到 Nonce 值來賺取出塊獎勵
手上有越多顯示卡的人，越有機會先找到 Nonce 值來賺取出塊獎勵

（2）2016 年 7 月 The DAO 遭駭事件

距 PoW 鏈到信標鏈這中間在 2016 年 7 月還發生著名的 The DAO 遭駭約 3,600,000 ETH 事件。使得以太坊不得不決定硬分岔出 2 種版本：

  • 回滾並歸還遭駭 ETH 的 Ethereum 與

  • 承認遭駭 ETH 不回滾的 Ethereum Classic（ETC）區塊鏈

所以，雖然可將 Ethereum Classic 視為更為原生的以太坊，但現實是，Ethereum 卻成為了現今眾多開發者所支持的網路！

（3）2020 年 12 月 1 日 PoS 信標鏈上線

  • 權益證明共識機制（Proof-of-Stake，PoS）是由鏈上所質押的 ETH 作擔保，來維持分散式共識（若伺服器停機、提交延遲、或提交錯誤共識內容則會得不到獎勵或扣款），好處是：較 PoW 環保，且質押 ETH 的驗證者有約 4% 年化報酬

  • 但是若選擇自建 24 小時不停機伺服器 + 質押至少 32 ETH，門檻其實不低

  • 所以像 Lido 這種提供收取質押獎勵的 10% 作為手續費，但仍可用換得的 stETH 代幣進行交易服務因應而生

質押越多 ETH 的人，越有機會被選上 Slot Proposer 來賺取出塊獎勵
質押越多 ETH 的人，越有機會被選上 Slot Proposer 來賺取出塊獎勵

（4）2022/09/15 信標鏈與 PoW 的以太坊完成合併（The Merge）

  • 此時確定以 PoS 的取代 PoW 以太坊，且無法使用顯示卡挖礦。

  • 但這個階段完成後，仍無法解鎖已質押的以太幣。

（5）2023 年第 2 季以太坊信標鏈進行上海硬分岔升級

  • 開放質押的 ETH 贖回申請，但基於安全理由，每天可贖回的驗證者有個數上的限制。

  • 上海硬分岔升級後可能會發生質押數增加 or 減少，而使得 ETH 價格增減，這點成為投資者關心的議題。

結論

區塊鏈技術和以太坊平臺在短短的幾年內取得了驚人的成就，並為人們的生活帶來了翻天覆地的變化。在未來，我們可以預見更多的應用場景和技術創新，區塊鏈技術將在不斷地演進和發展中成為更加成熟和穩定的技術，為人類的生活帶來更多的可能性和機遇。我們相信，在全球的共同努力下，區塊鏈技術的未來將是更加璀璨的。