DiQi透過API配置方式,讓區塊鏈可以發行多種資產,並藉由智慧契約方式去除交易風險,希望最終可以達到資產物聯網服務的目的。

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全球金融產業預計1年可將區塊鏈落地,臺灣的銀行雖已意識到區塊鏈技術的重要性,但多數銀行仍處觀望階段。由於比特幣區塊鏈存在一些原生技術特性,無法直接應用於金融領域,許多區塊鏈應用供應商採用其他區塊鏈協議如Ethereum。

不過臺灣區塊鏈新創DiQi(地氣),2年前便開始基於比特幣區塊鏈做技術優化,自行開發出一套新區塊鏈協議GCoin,除著重效能改善之外,也研發新的工作量證明機制,避免網路運算能力(簡稱算力)遭少數節點壟斷,此外,也在區塊鏈中加入聯盟概念,以符合金融產業所需的監管需求,目前這套區塊鏈協議無償授權給臺大金融科技暨區塊鏈中心,並開源釋出。

區塊鏈研發分成2階段,改善3大問題

DiQi共同創辦人張哲瑞表示,他們的區塊鏈技術研發歷程可分為兩個階段,改善了比特幣的3大問題,初期專注在改進比特幣區塊鏈的10分鐘結算速度瓶頸,並設法解決51%攻擊以竄改交易記錄的安全性問題,避免讓少數人掌握網路運算能力,有機會破壞網路安全。第二階段,他們從去年開始思考如何將區塊鏈適應實名制,讓參與的節點具有不同身分,可以應用於金融產業,因此研發了聯盟制,也就是後來大家所稱的認許制(Permissioned)。

張哲瑞表示,區塊鏈不僅是先進的資料庫技術,也是新的資料儲存方法,每一個參與的節點都採用同一套區塊鏈,使用同樣的演算法,就像是大家打開同一本帳本來記帳一樣。也就是說,如果區塊鏈是一本帳本,一個區塊就是這本帳本中的一頁;而區塊鏈上所記載的資訊,就是帳本中的交易記錄。

過去金融交易系統是放在單一機構的主機中,並由單一機構來驗證交易,需承擔該機構遭駭客入侵或是倒閉的風險。不過,張哲瑞表示,比特幣區塊鏈的作法則有了改良,讓所有人都可以驗證交易,而DiQi所設計的聯盟制區塊鏈,則是只讓部分被授權的節點進行交易驗證。

DiQi研發多中心階層式架構,讓區塊鏈上的節點具有不同的身分,包括聯盟成員(Alliance)、貨幣發行商(Issuer),以及一般用戶(或稱為錢包),聯盟成員在整個區塊鏈網絡的頂端,負責驗證交易並能存取所有的交易紀錄,可任命一或多個貨幣發行商;而貨幣發行商可發行貨幣,並控制一般使用者的交易能力;每個使用者或錢包則可持有多種貨幣,並彼此進行交易。

這套聯盟制區塊鏈,同時也彌補了原生比特幣區塊鏈無法運行多貨幣的限制,不僅可承載任意數量的貨幣種類,且各貨幣無總量上限,每種貨幣由貨幣發行商來發行,一般使用者須向發行商註冊後才可使用該貨幣。

在提升結算速度方面,DiQi修改了初始區塊的設定,可15秒完成一次結算,大幅改善比特幣區塊鏈的10分鐘結算速度瓶頸,也讓區塊鏈上可承載的交易量提升,並在無交易進行時停止產生區塊,以避免資源浪費。

張哲瑞解釋,結算時間的設定,取決於驗證題目的難度及網路節點的運算能力,如果將結算時間設定的太短,容易產生在原本的區塊鏈上,從某個區塊開始一分為個,成為兩個並行但互不干涉的區塊鏈的分叉情形,導致資訊不同步的現象。

此外,參與節點數、交易廣播到各節點的速度也都是影響因素。

張哲瑞也說,如比特幣區塊鏈這種非實名制的區塊鏈,因強調公平性,導致同時間有太多節點一起解題,得花最多時間在決定驗證者的階段。因此,若要縮短結算時間,不只要修改最開始的區塊,還得解決分叉問題。

因此,DiQi改良比特幣區塊鏈原本採用的工作量證明做法(Proof of Work),研發動態非線性工作量證明機制(Non-Uniform and Non-Linear Proof of Work),不僅能解決分叉問題,同時也解決了比特幣區塊鏈的51%攻擊問題,51%攻擊指的是當區塊鏈網路中有人掌握了過半以上的運算能力,就有可能破壞區塊鏈網路的安全性,掌握交易驗證權利。

動態非線性工作量證明機制的原理是,推算各節點在過去取得交易驗證權的次數,並依據這個數字來動態調整該節點的工作量證明難度,也就是須滿足的工作量證明期望值(Difficulty target),若該節點過去一直獲得驗證權,則挖礦難度便會不斷提高。

DiQi採用指數模型公開集體驗證演算法,假設節點A進行交易驗證的次數比節點B多5次,則節點A的工作量證明困難度,將是節點B的32倍(2的5次方),這麼做讓各節點具有公平的驗證機會,確保即使有人壟斷大半的區塊鏈網路運算能力,仍無法掌握每次的交易驗證權。

除此之外,為了讓區塊鏈可運行多種資產,DiQi也透過協議來設定基本交易種類,提供智慧契約的功能,讓讓同一條區塊鏈上,可同時運行並存有多種資產,目前可進該區塊鏈的資產形式包括票據、憑證、股票、虛擬點數、貨幣,或是在非金融領域如投票。

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