最令人困惑的 7 個加密術語：區塊鏈技術術語指南

即便是經驗豐富的用戶，也可能對某些更為複雜的加密術語感到難以理解。有時，你只能在別人說故事時，聽到 “blob” 和 “拜占庭容錯” 這些字眼時，一邊點頭一邊裝懂。以快速創新著稱的比特幣產業，形成了一套即使是專家也經常被考倒的複雜術語。讓我們徹底解決這個問題。

本文將區塊鏈環境中最複雜且經常被曲解的七個關鍵術語拆解為細節，全面分析它們的意義、用途，以及對數位貨幣未來的潛在影響。

拜占庭容錯：區塊鏈安全性的基石

數以百萬計的加密愛好者多半都聽過「拜占庭容錯」這個詞，但其實 99.9% 的人很難準確說明它是什麼。

通常，研究比特幣起源並發現中本聰是為了解決拜占庭容錯問題而設計挖礦機制的人，對其實質內涵也往往不夠明確。

要說拜占庭容錯主要跟挖礦有關嗎？其實並不是。

拜占庭容錯（BFT, Byzantine Fault Tolerance）一詞起源於理論計算機科學中的「拜占庭將軍問題」，是區塊鏈技術不可或缺的關鍵。該問題最早於 1982 年由 Leslie Lamport、Robert Shostak、Marshall Pease 提出，重點在於分散式系統中如何在有成員不可靠或惡意的情況下達成共識。

拜占庭將軍問題描述多位將軍需要協調攻城，只能靠信使溝通，而其中部分將軍可能暗中叛變、故意破壞計畫。最大的難題就是如何設計機制，使得忠誠的將軍們能不受叛變影響而達成一致共識。

放到區塊鏈語境下，拜占庭容錯指的是：即使系統中有部分成員異常或惡意行為，整個系統仍能正常運作、且維持共識。這對分散式網路的安全與完整性至關重要。

透過工作量證明（PoW）共識機制，比特幣 創始人中本聰，實質上解決了數位貨幣領域的拜占庭將軍問題。PoW 礦工競相解算複雜的數學問題，搶得新增區塊的權利。由於必須大量計算，因此誠信行為才最具經濟誘因。

PoW 解決方案之所以能成立，原因有：

1. 參與成本高，能有效抑制良性或惡意亂象；
2. 解題難度確保單一實體難以壟斷全網；
3. 最長鏈原則讓大家能輕鬆找出正確區塊鏈版本。

不過，PoW 並非唯一的拜占庭容錯解法。為了更節能，同時維持拜占庭容錯，出現了如授權權益證明（DPoS）、權益證明（PoS）等新共識機制。

例如，以太坊 由 PoW 轉向 PoS 時，採用了名為 Gasper 的拜占庭容錯共識機制，這一過程通常稱為「合併（The Merge）」。所謂結合 Casper FFG（基於 PoS 的最終性系統）和 LMD-GHOST 分叉選擇規則，能夠帶來強化的拜占庭容錯保證，大幅降低能源消耗。

只有理解 BFT 才能真正掌握區塊鏈系統賴以維護信任與安全的基礎。隨著技術進步，拜占庭容錯的新方法層出不窮，也決定了分布式系統的未來方向。

Nonce：加密世界的關鍵拼圖

Nonce 可說是區塊鏈裡的「怪詞」之一。抱歉，來個冷笑話。不少人或許聽過這個詞，覺得是安全碼裡的某個成分，但礦工跟開發者在這方面就清楚多了。事實上，它的確是安全機制裡不可或缺的一環。

雖然看起來簡單，「Nonce」在區塊鏈技術（尤其是比特幣等 PoW 系統）中扮演舉足輕重的角色。Nonce 在英語是「number only used once」的縮寫，意思就是「只使用一次的數字」，它是挖礦過程中用以確保並驗證區塊鏈交易的基本元素。

在比特幣挖礦時，Nonce 是區塊標頭裡的一個 32 位元（4 字節）欄位。礦工不停改變這個數字，目的是想產生一個符合特定規則（嚴格來說，低於網路設定的目標難度值）的雜湊值。

挖礦流程大致如下：礦工會組合一串待處理交易，形成一個區塊。

然後建立區塊標頭，其中包含：

• 版本號
• 前一區塊的雜湊值
• Merkle 根（一個代表該區塊所有交易的雜湊）
• 時間戳記
• 難度目標值
• Nonce（初始為 0）

礦工以 SHA-256 演算法對區塊標頭進行雜湊運算。如果結果符合難度標準，就算「解題成功」，礦工將有效區塊廣播到全網。如果不符合，就增加 Nonce，再重試一次。

這種方式會不斷改變 Nonce 及重新雜湊，直到找到一組正確答案，或是試盡所有 2^32（約 40 億）個可能性。如果上述方法都無解，礦工還能調整其他區塊標頭元素（像是時間戳），然後再開始新一輪測試。

Nonce 有幾種重要用途：

網絡會透過要求礦工尋找符合特定條件的 Nonce 來調整挖礦難度。無論網路總雜湊力如何變化，都能讓比特幣每十分鐘產出一個區塊。

Nonce 是礦工「做功」的變數。找到正確的 Nonce 就代表該礦工真的投入計算資源。

由於能成功解區塊的 Nonce 完全無法預測，因此想要竄改區塊鏈極為困難。想要持續壓倒誠實礦工，攻擊者必須掌控網路一半以上的雜湊力。

Nonce 讓所有礦工站在公平起跑點。找到合法區塊完全靠「運氣」及所投入的計算力。

雖然 Nonce 主要與 PoW 系統綁在一起，類似機制也應用在其他場域。例如以太坊交易裡 Nonce 用來確保每筆交易僅被執行一次、而且順序正確。

隨著區塊鏈技術發展，Nonce 的意義也可能會有所改變。以權益證明（PoS）為例，PoW 模式下的挖礦與 Nonce 並不存在。但無論區塊鏈系統怎麼變遷，使用一次性且不可預測的數字，來保障安全與公平，這個核心思維仍然適用。

Rollups：優化 Layer-2 交易效率

只要你關注 DeFi 世界，肯定聽過「Rollup（聚合）」這個詞。而你對 Rollup 的認知，大多直接與一層區塊鏈之上的 Layer-2 解決方案相關聯。

這麼說沒錯，不過還有更多細節值得探究。

當以太坊等區塊鏈系統因規模瓶頸和高昂費用而面臨挑戰時，Rollup 作為潛在解方應運而生。Rollup 是一種 Layer-2 擴容技術，把交易執行移至主鏈（Layer-1）以外，僅將重要數據發送到 Layer-1。

Rollup 的核心思想是將多筆交易「聚合」成一包，再統一提交到主鏈，極大降低主鏈需處理的資料量，大幅提升網路擴容效率。

一般來說，Rollup 有兩大主流類型：

極樂 Rollup（Optimistic Rollup）：採預設所有交易皆有效的假設，僅在出現質疑時進行欺詐證明運算。主要特色有：

• 執行效率比零知識 Rollup 更快、費用更低
• 能夠與以太坊虛擬機（EVM）高度兼容，便於現有項目遷移
• 設有挑戰期（通常一週），任何人都能對交易結果提出異議。代表方案包括 Arbitrum 及 Optimism。

零知識 Rollup（ZK Rollup）：會產生用以驗證聚合交易正確性的密碼學證明，稱為「有效性證明」。特色包括：

• 交易更快完成，因為有效性證明能直接在鏈上實現即時驗證
• 可擴展性高於 Optimistic Rollup，但密碼學運算較難、開發門檻高
• 代表項目如 StarkNet 及 zkSync。

Rollup 的主要優勢如下：

透過將計算放到鏈下處理，能大幅提升 TPS（每秒交易數量） 交易手續費降低，主鏈負擔減輕 關鍵數據仍儲存在主鏈上，延續主鏈安全性 尤其 ZK Rollup 能讓交易即時最終確定

但 Rollup 也有其挑戰：

技術門檻高，尤其是 ZK Rollup Rollup 運營方掌握關鍵資源，可能產生中心化風險 使用 Optimistic Rollup 提幣到主鏈時，可能因挑戰期而產生延遲

隨著區塊鏈生態系發展，Rollup 在擴容方案中的角色只會更重要。像以太坊 2.0 這類大型項目，已將 Rollup 為核心的擴容解決方案視為未來優先發展方向。

Blobs：改變以太坊數據結構的資料塊

Blobs are now a thing in the Ethereum universe. 許多消費者其實無法真正理解什麼是 blobs（譯註：Binary Large Objects，二進制大型物件）。最後這個詞就成了那種你想懂但永遠找不到時間去鑽研技術規格的名詞之一。

讓我們來釐清這個問題吧。

特別是在即將到來的 Dencun 升級（即 Deneb 和 Cancun 升級的結合）中，blob 是 Binary Large Objects（大型二進制物件）的縮寫，標誌著 Ethereum 擴容路線圖上的一大轉捩點。

想要理解 blobs，就要探索 Ethereum 資料管理的技術細節，以及其邁向高擴展性的路徑。

在 Ethereum 的語境下，blobs 是指大量、不在執行層（也就是智能合約運作的地方）上的數據，但仍屬於 Ethereum 生態系統的一部分。blobs 設計為臨時存在，將在網絡上保存大約 18 到 25 天，之後即會被丟棄。

blob 的主要特性包括：

1. 容量：每個 blob 最大可達 128 KB，遠大於一般 Ethereum 交易中包含的數據。
2. 用途：blobs 主要用於協助第二層解決方案（尤其是 rollups），以更低的成本在主網發布數據。
3. 驗證方式：雖然 blob 不由 Ethereum Virtual Machine（EVM）直接處理，其完整性卻透過一種稱為 KZG commitments 的密碼學技術來驗證。
4. 暫時性：不像傳統區塊鏈資料會永久保存，blobs 設計為臨時儲存，大幅降低了長期儲存的需求。

blob 和「proto-danksharding」的概念密不可分。proto-danksharding 是 Ethereum 完全分片（sharding）前的過渡階段（我們很快會談到這點）。此名稱來自於提出者 Protolambda 和 Dankrad Feist。proto-danksharding 帶來一種創新的交易型態（EIP-4844），允許插入 blob。

以下是 blobs 在 proto-danksharding 中的運作方式：

1. 第二層解決方案（如 rollups）產生交易數據。
2. 這些數據被整理成 blob。
3. blob 會被附加在 Ethereum 主網上的特殊交易中。
4. 驗證者和節點透過 KZG commitments 驗證 blob 的完整性，無須處理全部 blob 數據。
5. blob 數據會在有限時間內可用，讓任何人都能在需要時復原 layer-2 狀態。
6. 18-25 天後，blob 數據會被刪除，但針對該資料的 cryptographic commitment 會永久留存在鏈上。

blobs 的引入帶來數項優點：

1. 降低成本：blobs 提供更有效率的方式，讓 rollups 能夠在 Ethereum 主網發布數據，大幅降低 layer-2 用戶的手續費。
2. 提升擴展性：blob 讓每個區塊能包含更多數據，且不會增加網絡的計算負擔。
3. 改善資料可用性：即使 blob 資料是暫時的，也能確保在 optimistic rollups 的爭議期或用戶重建 layer-2 狀態時有資料可用。
4. 為分片做準備：proto-danksharding 是走向完全分片前的中繼站，讓 Ethereum 生態系統能逐步適應新的資料管理模式。

同時，blob 的引入也帶來挑戰：

1. 增加頻寬與儲存需求：即使僅是暫存，節點仍需處理更大量的數據。
2. 增加複雜性：新增交易型別與數據結構提高了 Ethereum 協議的整體複雜度。
3. 中心化壓力：資源需求的提高可能讓個人運行完整節點變得更困難，有潛在的中心化風險。

blob 與 proto-danksharding 在 Ethereum 邁向 2.0 的進程中，是兼顧擴展性、去中心化與安全性的關鍵部件。blob 以更有效率的數據可用層，鋪設出一條讓 Ethereum 生態能擴展的道路，特別對第二層解決方案的快速成長提供有力支撐。

Proto-danksharding：Ethereum 擴容的關鍵中繼站

在上文已經提及 proto-danksharding。讓我們進一步深入探討。

這一進展常被稱為 EIP-4844（Ethereum Improvement Proposal 4844），是 Ethereum 擴展性發展路線上的重大轉折點。該提案以提出者 Protolambda 和 Dankrad Feist 命名，其目的是大幅降低 rollups 及其它 layer-2 擴展方案的資料成本，作為邁向完整分片過程的中間方案。

要理解 proto-danksharding，首先得領會什麼是「分片」。

分片是一種數據庫分割技術，將區塊鏈拆成較小、更易管理的 shard（分片）。這讓每個分片能平行儲存數據與處理交易，理論上提升網絡整體容量。然而，實施完整分片需對 Ethereum 協議作出大幅變動，技術難度不小。

proto-danksharding 帶來多個重要創新：

1. 可攜帶 blob 的交易型別：一種新交易型態，可攜帶大量與執行層分離的 blob 數據。
2. 數據可用性取樣（Data Availability Sampling）：讓節點無須下載整個 blob，就能驗證其可用性的技術。
3. KZG 承諾（KZG Commitments）：一種密碼學方法，用於對 blob 內容製作簡潔的證明，使驗證更有效率。
4. 臨時數據儲存：blob 數據只會在網絡內儲存約 18-25 天，之後被刪除，但對該資料的承諾會永久保留在鏈上。

proto-danksharding 的實際運作方式：

1. 第二層解決方案（例如 rollups）產生交易數據。
2. 這些數據會被格式化成 blob（二進制大型物件）。
3. blob 會被附在 Ethereum 主網上的特殊交易中。
4. 驗證者和節點通過 KZG commitments 驗證 blob 的完整性，無需處理全部 blob 數據。
5. blob 數據在有限時間內可用，讓任何人可在需要時重建 layer-2 狀態。
6. 在保留期結束後，blob 數據會被刪除，但資料承諾會永久儲存在鏈上。

proto-danksharding 帶來諸多優勢：

1. 大幅降低成本：為 rollups 提供更有效率的數據發布方式，blob 交易能顯著減低 layer-2 用戶的手續費，有潛力將費用降低 10 到 100 倍。
2. 擴展性顯著提升：blob 容許每個 Ethereum 區塊包含更多數據，而不提升網絡計算負擔，Ethereum 的資料容量理論上可能提升 100 倍。
3. 改善資料可用性：即使 blob 資料僅暫存，足以確保 optimistic rollups 爭議期間和需重建 layer-2 狀態的使用者能取得資料。
4. 協議漸進式演進：proto-danksharding 讓 Ethereum 生態能逐步適應新的數據管理模式，為未來落實完整分片鋪路。

實施 proto-danksharding 同時也會面臨挑戰：

1. 協議複雜度提升：多出新的交易型態及數據結構，增加協議維護與理解難度。
2. 節點需求增加：節點需處理更大量的（即便是暫時的）數據，硬體需求可能提高。
3. 潛在中心化壓力：資源要求增加，讓一般用戶營運完整節點的難度更高，有中心化風險。
4. 生態適應：第二層解決方案與其它 Ethereum 工具需配合升級，才能完全發揮 proto-danksharding 的優勢。

proto-danksharding 是 Ethereum 發展史上的關鍵階段，讓該網絡逐步提升擴展性同時，平衡了複雜協議調整的實施難題。它以更高效的資料可用層，為更大規模的 Ethereum 生態環境鋪設基礎。

分散式驗證者技術（DVT）：強化權益證明安全性

自 2022 年合併（Merge）後，Ethereum 拋棄了工作量證明（Proof-of-Work），改採權益證明（Proof-of-Stake），驗證者技術（Validator Technology）成為生態圈的重要議題。

但許多人仍然不了解這項技術的運作原理。

在維護網絡安全以及去中心化方面，「分散式驗證者技術（Distributed Validator Technology, DVT）」扮演關鍵角色。特別是在如 Ethereum 2.0 這樣的網絡中，DVT 使驗證者在權益證明架構下的角色出現重大改變。

DVT 基本上讓單一驗證者可以在多個節點分擔其運作，將驗證任務與風險拆分給多方參與者。這與傳統驗證者由單一實體全面掌控的模式截然不同。

DVT 的基礎構成要素包括：

1. 驗證者客戶端：用來提出區塊和見證（attest）區塊的軟體。
2. 分布式密鑰生成（DKG）：讓多位參與者共同創建共享私鑰的密碼學協定。
3. 門檻式簽章（Threshold Signatures）：一種密碼學技術，讓多方共同簽署訊息，且只有達到門檻數量的參與者合作才能產生有效簽章。

DVT 通常由以下流程構成：

1. 多位營運者組成一個分散式驗證者小組。
2. 他們透過 DKG 產生一把共享的驗證者密鑰，每位營運者掌握一部分密鑰。
3. 當驗證者需要執行操作時（如提出或見證一個區塊），必須有超過門檻數量的營運者合作簽署訊息。
4. 產生的簽章外觀上與單一驗證者無異，因此可與現有網絡完全相容。

DVT 帶來多項重要效益：

1. 強化安全性：分散驗證者密鑰至多方營運者，可以降低...Here is the requested translation formatted according to your instructions (skipping translation for markdown links):

單點故障的風險大幅降低。即使其中一個運營者遭到攻擊或離線，驗證者仍然可以持續運作。

2. 提升運作時間：有多個運營者參與時，驗證者能隨時履行其職責的機率大幅提升，有潛力帶來更高的獎勵並改善網絡表現。

3. 去中心化：DVT 允許較小型的運營者參與驗證，而無須獨自承擔運行驗證者的全部風險與責任，促進網絡更加去中心化。

4. 切割懲罰保護：在權益證明（Proof-of-Stake）系統裡，驗證者若行為不當會遭到懲罰（切割）。借助多個運營者同意才能執行行動，DVT 可以協助避免不小心遭到切割的情況。

然而，DVT 也帶來一些挑戰：

1. 複雜性：實作 DVT 需高度複雜的加密協議並需多方協調，這讓驗證者的工作增加不少複雜度。

2. 延遲：必須多個運營者協調可能帶來驗證者操作的延遲，不過透過適當設計可部分緩解。

3. 信任假設：雖然 DVT 可減少單點故障，但同時也引入了分布式驗證者之間的信任需求。

4. 法規考量：DVT 的分散架構在某些法域可能會引發合規性與法律責任的疑慮。

隨著權益證明網絡發展，DVT 很可能會成為維持安全性與去中心化的重要關鍵。現今多種實現方案正處於開發或早期部署階段，以太坊 2.0 等項目正積極探索納入 DVT 的可能性。

DVT 的採用可能會對權益證明網絡的架構產生深遠影響，允許全新類型的驗證者池與委託，實現安全、去中心化與可接觸性之間的平衡。

動態重分片：自適應區塊鏈分割

最後，讓我們來談談動態重分片。這項技術建立在分片（sharding）的概念之上，增添了靈活性，使網絡能即時因應需求變化而調整，是區塊鏈擴容的一種新方法。

動態重分片經常被某些區塊鏈愛好者稱為「分片聖杯」，被寄予解決區塊鏈設計中最長期、最棘手難題之一——如何兼顧網絡容量與資源使用的厚望。聽起來很複雜對吧？

要理解動態重分片，必須先搞懂分片的基本原理：

分片本是資料庫分割的方法，調整為區塊鏈系統後，等同於把整條區塊鏈拆解為數個較小、易於管理的分片。每個分片都可以並行儲存資料並處理交易，理論上大幅提升網絡容量。

動態重分片則讓網絡能夠根據當前狀態靈活調整分片數量與結構。

這種靈活度帶來多項潛在好處。

在高流量時自動產生新分片、低需求時合併閒置分片，能確保網絡資源有效分配。

隨著網絡使用量提升，動態重分片可使區塊鏈免於大幅度硬分叉或重大協議升級，就能擴張容量。跨分片重新分配資料與交易，使網絡整體表現更加穩定。

動態重分片還能讓網絡因應突發事件，例如分片異常或短期流量暴增自動調整結構。

動態重分片過程通常涵蓋幾個關鍵組件。

監控系統會不斷分析各項網絡指標，如交易量、分片利用率、節點效能。決策引擎利用預設演算法（甚至是機器學習）來判斷該何時以及如何對網絡進行重分片。協調協議則確保所有節點都能同意新的分片結構並一致執行此程序。當分片拆分或合併時，相關資料和狀態會被安全移動至新分片中。

以下是一份動態重分片應用的簡要說明：

1. 監控系統偵測到某個分片長期運作近乎飽和。

2. 決策引擎決定該分片應拆分為兩個，以分散負載。

3. 協調協議啟動重分片程序，確保所有節點都意識到即將發生的改變。

4. 網絡執行經精心協調的程序，建立新分片、遷移相關資料並更新路由資訊。

5. 一旦完成，網絡即有額外一個分片可支援新增的網絡負載。

雖然動態重分片極具潛力，但同時也存在諸多技術挑戰。

要在活躍區塊鏈網絡中安全且高效地實現重分片相當困難，需高度先進的共識與協調機制。資料與狀態在分片間流動時，細緻有效管理相關資訊、安全按需取得都不容易。

動態重分片還需處理跨分片交易，其複雜度隨分片結構提升。此外，也存在安全風險——重分片過程中，惡意攻擊可能試圖利用此易受攻擊時機操控網絡。監控與決策機制也為網絡帶來額外計算負擔。

儘管如此，已有多個區塊鏈專案積極研究與開發動態重分片技術。例如，Near Protocol 就在其主網上實現了某種動態重分片，讓網絡可依需求自動調整分片數量。

隨著區塊鏈技術演進，動態重分片有望在建構高擴容性、靈活的網絡方面擔任日益關鍵的角色，使分布式應用與服務的普及成為可能。