比特幣可以說是大家耳熟能詳的虛擬貨幣之一，其中背後所運用的技術核心為區塊鏈，甚至有比特幣造就了區塊鏈一說。

不過也有人對此提出不同看法，認為區塊鏈是從拜占庭將軍問題衍伸而成的一個系統機制。

不論怎麼看，比特幣與區塊鏈技術，可說有著密不可分關係。

比特幣創始人至今仍是一個謎，只知道它是一個名為中本聰的不具名作者，在 2008 年所創造了比特幣這項專案，直到 2009 年時，才開始發布使用，而比特幣運作原理，與拜占庭將軍問題，還有區塊鏈可說不知雞生蛋，還是蛋生雞。

比特幣與拜占庭將軍問題

要深入了解比特幣前，勢必要先理解一下什麼是拜占庭將軍問題，會比較容易理解為什麼比特幣這套系統，要進行這樣子設計。

拜占庭將軍問題是指，拜占庭將軍率軍出征，在包圍城鎮狀態下，部隊都四散各地，為了能夠達到統一指令效果，因此使用投票方式來進行協議，票多者作為後續行動方針。

在傳遞這些投票訊息，多半由信使擔任，但只要信使有叛徒，或將軍本身是叛徒，那麼將可分裂大家行動結果，如假設各兩個部隊，分別要進攻與撤退，最後關鍵一票，勢必左右全軍動向，如果中間出現叛徒，便會發生告訴要進攻的兩個部隊要繼續進攻，因為有三票是進攻，而對於撤退部隊也如法炮製，這樣便能讓行動結果出現分歧，造成整個大部隊四分五裂，達到破壞效果。

同理在一個分散式電腦系統，也有可能出現像拜占庭將軍問題這樣的情況，藉由故意傳遞錯誤訊息，造成系統癱瘓，或間接控制系統趨向某種結果，而比特幣本身也是使用分散式系統，倘若出現這樣的情況可在預料之內，畢竟只要有心人士惡意竄改了某些紀錄，勢必對整個系統造成不利影響。

比特幣為了解決拜占庭將軍問題，採用了工作量證明(Proof-of-Work)來解決，如此一來就能避免有心人士破壞，造成比特幣區塊鏈中的紀錄遭到篡改，下面將介紹區塊鏈運作原理，而區塊鏈也可說為比特幣運作核心。

區塊鏈與比特幣關係

區塊鏈主要運作原理，核心技術是使用了分散式帳本技術(Distributed Ledger Technology)來達成。

什麼是分散式帳本技術呢？

可以想像成一家銀行將所有完整的交易紀錄帳本，分散出去給各個存戶保管，假設有十萬存戶，這些存戶每個人手上，所擁有帳本中紀錄是一樣的，大家彼此都可以透過帳本進行對帳，如果萬一銀行這本主要帳本不幸遭竄改，大家便可用手中的副本帳本來對帳，看一筆記錄有問題。

區塊鏈去中心化機制

可以發現區塊鏈的分散式帳本技術，可以達到去中心化作用，而去中心化概念，可以想成我們原本都需要仰賴向銀行這樣的腳色，銀行蒐集了客戶所有交易紀錄集於一身，而我們都只知道自己與自身相關交易對象紀錄，倘若紀錄沒有及時到銀行補摺，這中間若發生一些爭議事件，如資料遭竄改、盜領，若中心端不認帳，可能會求助無門、死無對證。

因為有心人士只要將銀行這個中心化腳色的防線攻破，便可為所欲為，儘管現在各種防禦機制、資料備份...等相關措施都十分齊全，但倘若發生萬一，紀錄的資料要恢復原貌，便會花去不少時間，且追溯金流走向較為耗時。

而採用了去中心化機制的區塊鏈，萬一發生任何竄改事件，因為去中心化關係，尚有其它副本可供對照與追溯，如果要不被發現紀錄遭到竄改，就得一次攻破這些副本，否則很快就會被察覺，這也就是區塊鏈中，所謂具備了不可竄改之特性。

比特幣透過區塊鏈去中心化機制，在每個使用者交易紀錄，遍布整個比特幣網絡情況下，想要透過修改交易紀錄方式盜取比特幣，可說相對不易。

區塊鏈運作機制

區塊鏈技術與比特幣運作機制，可說息息相關，畢竟比特幣技術核心就是區塊鏈技術，而區塊鏈技術的運作機制可分成三個部分，分別為區塊、節點還有礦工，我們常說比特幣挖礦，就是因為大家搶著擔任了礦工這個腳色來牟利。

區塊 (Blocks)

區塊鏈之所以會這樣稱呼，就是因為它由區塊所串接而成，而區塊的內容物，包含了資料(Data)、隨機數(Nonce)還有雜湊值(Hash)，可想成當交易記錄資料，在要保存至區塊時，為了安全，會把資料上鎖，而隨機數與雜湊值，便分別扮演了鑰匙與鎖的腳色。

而想要解開這道鎖，便需要尋找出正確隨機數這把鑰匙，才能查看區塊中的資料，而鎖的產生，則是根據當下區塊資料，與前一個雜湊值這道鎖，兩者共同運算出來，倘若資料遭到竄改，勢必也影響到後續雜湊值結果，雜湊值這道鎖一改變，其原本的隨機數這把鑰匙，也就無法使用了，因此形成了連鎖狀態，觸一髮動全身。

節點 (Nodes)

而節點則通常作為一個區塊鏈存放地點，日常生活中，電腦通常被用於當成節點的主要裝置，當然只要能夠連上網路，且擁有足夠儲存空間，基本上就能作為一個節點運作，節點主要用於接收整個區塊鏈上的相關異動資訊，且副本越多，想要竄改整個區塊鏈中交易資料也相對不易。

區塊鏈節點又有許多種類，每一個種類也都分別扮演不同腳色，這邊介紹常見兩個節點類型，主要常見節點類型分為完整節點(Full Nodes)與輕量節點(Lightweight Nodes)，完整節點在這個區塊鏈分散式網絡中，有如伺服器腳色，主要用於與其它節點維持區塊鏈網絡中彼此共識，還有驗證交易，並儲存整個區塊鏈作為副本。

而輕量節點則用於日常生活交易操作，且十分仰賴完整節點提供必要資訊，通常會詢問完整節點，哪一個區塊是最後的區塊，並通知大家要開始進行交易流程，完整節點與輕量節點，兩者所需要資源，與所扮演腳色並不相同，當然還有其它腳色節點，有興趣朋友可自行參閱。

礦工 (Miners)

礦工在區塊鏈中，是負責開疆闢土，創造區塊的腳色，它們提供自身運算能力，為了取得所謂的「區塊鏈帳本紀錄權」，與取得後所發放的獎勵，無不使出渾身解數運算，最後勝出者，便能獲該區塊鏈一定數量的虛擬貨幣做酬勞，隨著虛擬貨幣對上現實貨幣價值水漲船高，也吸引了不少人投入當礦工的行列。

比特幣挖礦

其實比特幣挖礦，就是礦工利用區塊鏈特性，尋找出區塊中隨機數這把鑰匙，不過要找到這把鑰匙十分不簡單，因為鑰匙與鎖，光排列組合就高達了四十億以上，且解開了一題，還有後面一題，直到最後全部解完，才能取得「區塊鏈帳本紀錄權」，這樣的行為，就是一種工作量證明(Proof-of-Work)機制的應用。

而比特幣會針對挖礦者多寡，調節挖礦難度，避免交易產生時，卻沒有區塊可寫入交易資料的窘境，如果想要竄改像比特幣這種工作量證明機制的區塊鏈資料，必須獲得整個比特幣網絡運算量百分之五十一，才能獲得多數節點承認運算結果，這樣的代價十分高昂，通常不易實現。

比特幣使用工作量證明缺點

可以發現，比特幣使用了區塊鏈技術作為後盾，再搭配工作量證明機制，可說讓這一套加密貨幣在運作上，架構相對單純且可靠，而且人人都可以投入挖礦行列，只要投入越多運算能力，相對可以獲得報酬也就相對越高。

也因為比特幣的這一點，所耗用運算能力越高，背後代表著消耗電力資源也越高，有人統計過比特幣網路一年耗用能源，已經高於挪威，直追紐約州的用電量，無論是在環境生態、還是電力網路，可說一場浩劫。

此外也有技術專家針對比特幣挖礦，設計了專用型晶片，針對比特幣挖礦演算法，可有效提高運算能力，並藉此壟斷比特幣網絡運算量，讓其原本訴求去中心化設計理念背道而馳，反而經由這樣壟斷，發起 51% 攻擊以修改資料，此外也有人為了提高獲利，開發出特製攜帶型比特幣挖礦裝置，利用竊電方式，藉此牟利。

比特幣對於世界貢獻

其實各界對於比特幣問世，可說褒貶不一，不過就比特幣對於電腦科技在推動上，可說有著顯貢獻，特別是背後所運用的區塊鏈技術，讓後面許多加密貨幣，還有其它相關運用，如雨後春筍般冒出，也更促使金融資訊技術改革路上，向前邁進了一大步，可說功不可沒。