後疫情時代，區塊鏈三大趨勢：DeFi、NFT 與資訊安全

作者 Chen Kobe | 發布日期 2021 年 07 月 29 日 14:10 |

歐美逐步解封之際，歷經一年多來的震盪，越來越多人在遠距工作中發現區塊鏈的潛力，源鉑資本執行長胡一天認為，以金融機構為首，區塊鏈技術與新的金融科技將在未來更見茁壯。

2021 年迎來後疫情時代，全球企業積極推動技術創新與數位轉型，在鉅變中找尋新的商業模式與投資機會，長期專注於投資前瞻性金融科技的源鉑資本（Kyber Capital）28 日舉辦「源鉑資本2021春夏策略展望會」，創辦人暨執行長胡一天線上分享源鉑資本年度投資成果與未來展望，以及針對近期 DeFi 金融科技趨勢之觀察。

「全球經濟在各國政府緊急防治新冠疫情的大重設（Great Reset）之後，加速轉型的壓力更顯激烈。以紓困為名推進的寬鬆貨幣政策與財政政策所造成的資本市場榮景，亦持續加速專注金融科技的企業發展。」源鉑資本創辦人暨執行長胡一天表示，源鉑所投資與協助組建的新創企業當中，亦不乏營收及利潤均突破千萬美元的新創企業。隨著以比特幣為首的新型互聯網金融體系持續壯大，區塊鏈技術所推動的創新將得到更多金融機構、跨國企業與政府部門的關注與肯定。

自 2019 年開始突飛猛進的去中心化金融（Decentralized Finance，DeFi）亦是本次會議的研討重點，源鉑資本所投資的相關新創企業，亦早著先鞭，持續加強 DeFi 領域的競爭優勢。

DeFi是原生於區塊鏈世界的新金融體系，目前已發展成數百億美元規模的交易與融資市場，由於其分佈式、自動化、跨國界的特性，事實上建立了一個互聯網上的替代資金市場。這個市場目前雖然主要服務幣鏈圈的投資需求與投機活動，但也因為其技術的前瞻性以及年輕族群的參與熱度，讓許多深耕傳統金融體系的大型機構法人積極佈局。

不論在高收益理財商品、數位資產託管或穩定幣支付結算等領域，處處可見美資機構的身影。隨著中美霸權博弈演變成全方位的長期競合，可預期在互聯網金融這塊中國大陸相對領先的領域，美系機構將會利用區塊鏈技術以及全球美元體系的既存優勢，爭取後來居上。胡一天預期，未來在分佈式金融的監管與市場擴張方面，美系金融機構、美國資本市場與美國行政立法機關的關鍵角色將更加顯著。

NFT 帶來的區塊鏈新世界

此外，儘管整體數位資產的總市值在突破兩兆美元後下滑，目前在 1.5 兆美元的規模盤整，但 2021 年「非同質化代幣（Non Fungible Token，NFT）」熱潮仍持續延燒，根據 Dapp Radar 最新報告顯示，全球 NFT 市場於今年第二季的銷售額創下新高，已突破 25 億美元大關。

MaiCoin 旗下 AMIS 帳聯網公司產品經理陳政浩表示：「區塊鏈世界的高進入門檻長期以來為不少人所詬病，加上近年來 NFT 的興起，舉凡各種藝術品、音樂創作、數位週邊商品等，都吸引眾多粉絲與收藏家們爭相購買。然而新手使用者往往在進入區塊鏈世界時就面臨許多專有名詞、如何取得虛擬貨幣作為支付工具等繁瑣問題。」

AMIS 帳聯網公司推出的 Qubic 錢包，使用密碼取代助記詞與私鑰，配合社交帳號登入即可創建並操作區塊鏈錢包，並提供信用卡支付功能，讓加密貨幣新手只要使用熟悉的支付方式，即可完成購買NFT數位收藏品。

幣圈最熱議題：監管與安全

另外，區塊鏈為繼信用卡、行動支付後最主要的趨勢，將推動金融機構升級，今年一月美國貨幣監理署（Office of the Comptroller of the Currency，OCC）宣布允許金融機構透過「穩定幣」進行清算，便是區塊鏈法規一大進程。

奧丁丁集團創辦人兼執行長王俊凱也於會中分享今年規劃推出的區塊鏈金融支付系統，並表示：「過去幾年區塊鏈於虛擬貨幣的應用出現許多泡沫現象，加上各國金融法規限制，因此我們暫緩金融支付的開發，改為先推行區塊鏈旅宿管理系統，營運三年來累積訂單金額逾五十億台幣。」

隨著市場對區塊鏈技術接受度大幅提升，加上集團旗下涵蓋眾多合作平台與業者，眼見時機成熟，他們決定重新推動區塊鏈金融支付系統，運用不同區塊鏈技術和穩定幣，與銀行合作建構全新金融支付架構，不僅可有效降低成本，更可加快跨境清算、結算速度，首波預計以金融市場蓬勃發展國家為目標，如：美國、日本、新加坡。

加密貨幣價值飛漲，大眾才逐漸明白密碼學對網路空間（Cyberspace）的影響無遠弗屆。然而同一時期，另一具有顛覆性影響的密碼學應用「FIDO」，也正在醞釀下一波的市場商機。

「網路服務的帳號密碼機制長期嚴重威脅資訊安全，企業卻苦無標準化解決方法。FIDO2/webAuthn的出現一統江湖，全球大廠一致支持背書，使用者從此可採行免密碼、高安全性的登入，且避免使用者帳號被追蹤所造成的隱私洩漏。」匯智安全科技執行長鄭嘉信表示，這項技術將推動 FIDO 認證市場於 5 年內高速成長，達到超過 230 億美金的市場規模。

在嚴峻的疫情之中，遠距工作改變了職場與企業之間的溝通方式，傳統紙本、印章、封簽認證方式的缺點也被放大，區塊鏈技術或許有機會在這一波大轉型之中，找到新的立足點，金融機構將是最關鍵的灘頭堡。

資料來源：https://finance.technews.tw/2021/07/29/blockchain-finance-rise-by-2021/

【因科技而生的新形態交易，從圖畫認識電子貨幣、虛擬貨幣、區塊鏈】#精選書摘

同樣都與金錢交易有關，電子貨幣是取代現金的新形態；行動支付是靠智慧型手機付錢的機制；虛擬貨幣則是網路上流通的資產。而區塊鏈是始於虛擬貨幣的比特幣，新的管理技術。但究竟這4樣東西是如何運作，彼此又有哪些差異？就讓我們一同深入了解：

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📜 [專欄新文章] Merkle Tree in JavaScript

✍️ Johnson

📥 歡迎投稿： https://medium.com/taipei-ethereum-meetup #徵技術分享文 #使用心得 #教學文 #medium

這篇文章會說明 Merkle Tree 的運作原理，以及解釋 Merkle Proofs 的用意，並以 JavaScript / TypeScript 簡單實作出來。

本文為 Tornado Cash 研究系列的 Part 1，本系列以 tornado-core 為教材，學習開發 ZKP 的應用，另兩篇為：

Part 2：ZKP 與智能合約的開發入門

Part 3：Tornado Cash 實例解析

Special thanks to C.C. Liang for review and enlightenment.

本文中實作的 Merkle Tree 是以 TypeScript 重寫的版本，原始版本為 tornado-core 以 JavaScript 實作而成，基本上大同小異。

Merkle Tree 的原理

在理解 Merkle Tree 之前，最基本的先備知識是 hash function，利用 hash 我們可以對資料進行雜湊，而雜湊後的值是不可逆的，假設我們要對 x 值做雜湊，就以 H(x) 來表示，更多內容可參考：

一次搞懂密碼學中的三兄弟 — Encode、Encrypt 跟 Hash

SHA256 Online

而所謂的 Merkle Tree 就是利用特定的 hash function，將一大批資料兩兩進行雜湊，最後產生一個最頂層的雜湊值 root。

當有一筆資料假設是const leaves = [A, B, C, D]，我們就用function Hash(left, right)，開始製作這顆樹，產生H(H(A) + H(B))與H(H(C) + H(D))，再將這兩個值再做一次 Hash 變成 H(H(H(A) + H(B)) + H(H(C) + H(D)))，就會得到這批資料的唯一值，也就是 root。

本文中使用的命名如下：

root：Merkle Tree 最頂端的值，特色是只要底下的資料一有變動，root 值就會改變。

leaf：指單一個資料，如 H(A)。

levels：指樹的高度 (height)，以上述 4 個資料的假設，製作出來的 levels 是 2，levels 通常會作為遞迴的次數。

leaves：指 Merkle Tree 上的所有資料，如上述例子中的 H(A), H(B), H(C), H(D)。leaves 的數量會決定樹的 levels，公式是 leaves.length == 2**levels，這段建議先想清楚！

node：指的是非 leaves 也非 root 的節點，或稱作 branch，如上述例子中的H(H(A) + H(B)) 和 H(H(C) + H(D))。

index：指某個 leaf 所在的位置，leaf = leaves[index]，index 如果是偶數，leaf 一定在左邊，如果是奇數 leaf 一定在右邊。

Merkle Proofs

Merkle Proofs 的重點就是要證明資料有沒有在樹上。

如何證明？就是提供要證明的 leaf 以及其相對應的路徑 (path) ，經過計算後一旦能夠產生所需要的 root，就能證明這個 leaf 在這顆樹上。

因此這類要判斷資料有無在樹上的證明，類似的說法有：proving inclusion, proving existence, or proving membership。

這個 proof 的特點在於，我們只提供 leaf 和 path 就可以算出 root，而不需要提供所有的資料 (leaves) 去重新計算整顆 Merkle Tree。這讓我們在驗證資料有沒有在樹上時，不需要花費大量的計算時間，更棒的是，這讓我們只需要儲存 root 就好，而不需要儲存所有的資料。

在區塊鏈上，儲存資料的成本通常很高，也因此 Merkle Tree 的設計往往成為擴容上的重點。

我們知道 n 層的 Merkle Tree 可以存放 2**n 個葉子，以 Tornado Cash 的設計來說，他們設定 Merkle Tree 有 20 層，也就是一顆樹上會有 2**20 = 1048576 個葉子，而我們用一個 root 就代表了這 1048576 筆資料。

接續上段的例子，這顆 20 層的 Merkle Tree 所產生的 Proof ，其路徑 (path) 要從最底下的葉子 hash 幾次才能到達頂端的 root 呢？答案就是跟一棵樹的 levels 一樣，我們要驗證 Proof 所要遞迴的次數就會是 20 次。

在實作之前，我們先來看 MerkleTree 在 client 端是怎麼調用的，這有助於我們理解 Merkle Proofs 在做什麼。

基本上一個 proof 的場景會有兩個人：prover 與 verifier。

在給定一筆 leaves 的樹，必定產生一特定 root。prover 標示他的 leaf 在樹上的 index 等於 2，也就是 leaves[2] == 30，以此來產生一個 proof，這個 proof 的內容大致上會是這個樣子：

對 verifier 來說，他要驗證這個 proof，就是用裡面的 leaf 去一個一個與 pathElements 的值做 hash，上述就是 H('30', 40) 後得出 node，再 hash 一次 H('19786...', node) 於是就能得出這棵樹的 root。

重點來了，這麼做有什麼意義？它的巧思在於對 verifier 來說，他只需要儲存一個 root，由 prover 提交證明給他，經過計算後產生的 root 如果跟 verifier 儲存的 root 一樣，那就證明了 prover 所提供的資料確實存在於這個樹上。

而 verifier 若不透過 proof ，要驗證某個 leaf 是否存在於樹上，也可以把 leaves = [10, 20 ,leaf ,40]整筆資料拿去做 MerkleTree 的演算法跑一趟也能產生特定的 root。

但由 prover 先行計算後所提交的 proof，讓 verifier 不必儲存整批資料，也省去了大量的計算時間，即可做出某資料有無在 Merkle Tree 上的判斷。

Sparse Merkle Tree

上述能夠證明資料有無在樹上的 Merkle Proofs 是屬於標準的 Merkle Tree 的功能。但接下來我們要實作的是稍微不一樣的樹，叫做 Sparse Merkle Tree。

Sparse Merkle Tree 的特色在於除了 proving inclusion 之外，還可以 proving non-inclusion。也就是能夠證明某筆資料不在某個 index，例如 H(A) 不在 index 2 ，這是一般 Merkle Tree 沒辦法做到的。

而要做到 non-membership 的功能其實也不難，就是我們要在沒有資料的葉子裡補上 zero value，或是說 null 值。更多內容請參考：What’s a Sparse Merkle Tree。

實作細節

本節將完整的程式碼分成三個片段來解釋。

首先，這裡使用的 Hash Function 是 MiMC，主要是為了之後在 ZKP 專案上的效率考量，你可以替換成其他較常見的 hash function 例如 node.js 內建 crypto 的 sha256：

crypto.createHash("sha256").update(data.toString()).digest("hex");

這裡定義簡單的 Merkle Tree 介面有 root, proof, and insert。

首先我們必須先給定這顆樹的 levels，也就是樹的高度先決定好，樹所能容納的資料量也因此固定為 2**levels 筆資料，至於要不要有 defaultLeaves 則看創建 Merkle Tree 的 client 自行決定，如果有 defaultLeaves 的話，constructor 就會跑下方一大段計算，對 default 資料開始作 hash 去建立 Merkle Tree。

如果沒有 defaultLeaves，我們的樹也不會是空白的，因為這是顆 Sparse Merkle Tree，這裡使用 zeroValue 作為沒有填上資料的值，zeros 陣列會儲存不同 level 所應該使用的 zero value。假設我們已經填上第 0 筆與第 1 筆資料，要填上第 2 筆資料時，第 2 筆資料就要跟 zeros[0] 做 hash，第 2 筆放左邊， zero value 放右邊。

我們將所有的點不論是 leaf, node, root 都用標籤 (index) 標示，並以 key-value 的形式儲存在 storage 裡面。例如第 0 筆資料會是 0–0，第 1 筆會是 0–1，這兩個 hash 後的節點 (node) 會是 1–0。假設 levels 是 2，1–0 節點就要跟 1–1 節點做 hash，即可產出 root (2–0)。

後半部份的重點在於 proof，先把 proof 和 traverse 看懂，基本上就算是打通任督二脈了，之後有興趣再看 insert 和 update。

sibling 是指要和 current 一起 hashLeftRight 的值…也就是相鄰在兩旁的 leaf (or node)。

到這裡程式碼的部分就結束了。

最後，讓我們回到一開始 client 調用 merkleTree 的例子：

以及 proof 的內容：

前面略過了 proof 裡頭的 pathIndices，pathIndices 告訴你的是當前的 leaf (or node) 是要放在左邊，還是放在右邊，大概是這個樣子：

if (indices == 0) hash(A, B);if (indices == 1) hash(B, A);

有興趣的讀者可以實作 verify function 看看就會知道了！

原始碼

TypeScript from gist

JavaScript from tornado-core

參考

Merkle Proofs Explained

What’s a Sparse Merkle Tree?

延伸：Verkle Tree

Merkle Tree in JavaScript was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

👏 歡迎轉載分享鼓掌

【全面了解區塊鏈:顛覆傳統金融的區塊鏈】

你覺得區塊鏈，
作為新的金融體系是一件好事嗎？
全球經濟不景，
國家一直在印刷鈔票，
撥款給民眾以及相關單位幫助振興經濟。
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區塊鏈的出現，
就可以很好的解決以上的問題。
到底什麼是區塊鏈？
區塊鏈又是如何顛覆傳統金融的呢？
讓我通過這個影片，
來跟你解說吧！
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📌影片概括
0:52 什麼是區塊鏈
1:46 什麼是加密貨幣？
2:55 加密貨幣的特質
3:40 代幣
5:24 什麼是證券化

加密貨幣跟金融的差別
7:18 銀行
9:00 交易所
12:41 金融服務機構

13:18 加密貨幣現在的用處？
15:49 加密貨幣買還是不買？

阅读文章：https://bit.ly/2Zzi4tl
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