台湾新创DiQi锁定金融产业应用,改善比特币区块链3大问题


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全球金融产业预计1年可将区块链落地,台湾的银行虽已意识到区块链技术的重要性,但多数银行仍处观望阶段。由于比特币区块链存在一些原生技术特性,无法直接应用于金融领域,许多区块链应用供应商採用其他区块链协议如Ethereum。

不过台湾区块链新创DiQi(地气),2年前便开始基于比特币区块链做技术优化,自行开发出一套新区块链协议GCoin,除着重效能改善之外,也研发新的工作量证明机制,避免网路运算能力(简称算力)遭少数节点垄断,此外,也在区块链中加入联盟概念,以符合金融产业所需的监管需求,目前这套区块链协议无偿授权给台大金融科技暨区块链中心,并开源释出。


区块链研发分成2阶段,改善3大问题

DiQi共同创办人张哲瑞表示,他们的区块链技术研发历程可分为两个阶段,改善了比特币的3大问题,初期专注在改进比特币区块链的10分钟结算速度瓶颈,并设法解决51%攻击以窜改交易记录的安全性问题,避免让少数人掌握网路运算能力,有机会破坏网路安全。第二阶段,他们从去年开始思考如何将区块链适应实名制,让参与的节点具有不同身分,可以应用于金融产业,因此研发了联盟制,也就是后来大家所称的认许制(Permissioned)。

张哲瑞表示,区块链不仅是先进的资料库技术,也是新的资料储存方法,每一个参与的节点都採用同一套区块链,使用同样的演算法,就像是大家打开同一本帐本来记帐一样。也就是说,如果区块链是一本帐本,一个区块就是这本帐本中的一页;而区块链上所记载的资讯,就是帐本中的交易记录。

过去金融交易系统是放在单一机构的主机中,并由单一机构来验证交易,需承担该机构遭骇客入侵或是倒闭的风险。不过,张哲瑞表示,比特币区块链的作法则有了改良,让所有人都可以验证交易,而DiQi所设计的联盟制区块链,则是只让部分被授权的节点进行交易验证。

DiQi研发多中心阶层式架构,让区块链上的节点具有不同的身分,包括联盟成员(Alliance)、货币发行商(Issuer),以及一般用户(或称为钱包),联盟成员在整个区块链网络的顶端,负责验证交易并能存取所有的交易纪录,可任命一或多个货币发行商;而货币发行商可发行货币,并控制一般使用者的交易能力;每个使用者或钱包则可持有多种货币,并彼此进行交易。

这套联盟制区块链,同时也弥补了原生比特币区块链无法运行多货币的限制,不仅可承载任意数量的货币种类,且各货币无总量上限,每种货币由货币发行商来发行,一般使用者须向发行商注册后才可使用该货币。

在提升结算速度方面,DiQi修改了初始区块的设定,可15秒完成一次结算,大幅改善比特币区块链的10分钟结算速度瓶颈,也让区块链上可承载的交易量提升,并在无交易进行时停止产生区块,以避免资源浪费。

张哲瑞解释,结算时间的设定,取决于验证题目的难度及网路节点的运算能力,如果将结算时间设定的太短,容易产生在原本的区块链上,从某个区块开始一分为个,成为两个并行但互不干涉的区块链的分叉情形,导致资讯不同步的现象。

此外,参与节点数、交易广播到各节点的速度也都是影响因素。

张哲瑞也说,如比特币区块链这种非实名制的区块链,因强调公平性,导致同时间有太多节点一起解题,得花最多时间在决定验证者的阶段。因此,若要缩短结算时间,不只要修改最开始的区块,还得解决分叉问题。

因此,DiQi改良比特币区块链原本採用的工作量证明做法(Proof of Work),研发动态非线性工作量证明机制(Non-Uniform and Non-Linear Proof of Work),不仅能解决分叉问题,同时也解决了比特币区块链的51%攻击问题,51%攻击指的是当区块链网路中有人掌握了过半以上的运算能力,就有可能破坏区块链网路的安全性,掌握交易验证权利。

动态非线性工作量证明机制的原理是,推算各节点在过去取得交易验证权的次数,并依据这个数字来动态调整该节点的工作量证明难度,也就是须满足的工作量证明期望值(Difficulty target),若该节点过去一直获得验证权,则挖矿难度便会不断提高。

DiQi採用指数模型公开集体验证演算法,假设节点A进行交易验证的次数比节点B多5次,则节点A的工作量证明困难度,将是节点B的32倍(2的5次方),这么做让各节点具有公平的验证机会,确保即使有人垄断大半的区块链网路运算能力,仍无法掌握每次的交易验证权。

除此之外,为了让区块链可运行多种资产,DiQi也透过协议来设定基本交易种类,提供智慧契约的功能,让让同一条区块链上,可同时运行并存有多种资产,目前可进该区块链的资产形式包括票据、凭证、股票、虚拟点数、货币,或是在非金融领域如投票。


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