區塊鏈在這幾年的應用技術越來越多元，以太坊生態圈、DeFi、GameFi、元宇宙、NFT、跨鏈等等新事物不斷出現，然而去年 2021 年的發展以公鏈最為顯著，是公鏈大噴發的時代。 本篇我們將會向你介紹公鏈是什麼、公鏈有哪些等等你應該需要有更多了解的基礎資訊。
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目錄
區塊鏈是什麼？
在談公鏈前，我們必須要先知道區塊鏈是什麼？它又是如何運行的？
區塊鏈的起源
區塊鏈最早出現的是由比特幣之父中本聰（Satoshi Nakamoto）在 2008 年時所提出，其主要核心概念是「 去中心化 」，表達對於當下金融體系的不信任。
透過區塊鏈技術來讓買賣雙方可以直接地交易，而不需要經過中間商（銀行）來交易且交易記錄是公開透明及無法被竄改的。
區塊鏈的運作
區塊鏈是藉由許多跨領域的技術，像是有密碼學、數學、演算法等等組合成一個模型，以點對點的方式串連成網絡，建立一個無需第三方就可自行運作的分散式系統。
然而比特幣就是在其概念下，第一個採用區塊鏈技術而打造出去中心化且公開透明的分帳式帳本數位金融貨幣。
在比特幣的區塊鏈中，當鏈上產生一筆新交易時，會經由該節點傳遞到區塊鏈網絡中的其他節點來共同驗證交易紀錄，並記錄在公開的帳本上。
此時，每個節點都會將未經驗證的交易集中到一個區塊中，可能有上千筆交易以上交易紀錄被打包成「 區塊 」。
由各個節點透過比特幣區塊鏈上所採用的「 PoW 共識機制 」（電腦礦機設備的計算能力）來驗證區塊的交易以此爭取記帳權。
最快驗證完區塊的節點會將該區塊的結果發送至其他節點驗證確認交易無誤後，就會自動將其區塊以「鏈結」的方式相連到區塊鏈上，正式記錄到比特幣帳本上而無法竄改。
最後各個節點都會開始重新建立一個新區塊，進入下一輪區塊的新交易 PoW 驗證工作，反覆循環下去就組成一條長長的由多個區塊所串連起來的鏈，因此也被稱為「區塊鏈」。
而這個記錄全世界比特幣的交易紀錄的「比特幣帳本」，會以區塊鏈的方式儲存在每個人的電腦上（節點），而非只保存在單一的伺服器上，就是去中心化記帳系統。
如果你想要了解更多有關區塊鏈的內容，也可以參考我之前寫的文章：
區塊鏈最常見的共識機制
另外，目前大多屬的公鏈都是以 PoS 機制在運行的，而且以太坊在今年 Q3 也會從原先的 PoW 機制轉向 PoS 機制。
此時，我們都知道 PoW 機制是比特幣和以太坊在公鏈上會採用的驗證機制，以電腦礦機設備的計算能力來爭取記帳權。
但是由於 PoW 門檻更高， 並且更容易發生能源浪費、性能效率及擴展性低等等問題，因此 PoS 機制就此誕生，透過質押代幣資產多寡的方式來爭取記帳權。
其目的是為了解決 PoW 機制是透過電腦算力來驗證所造成的資源消耗問題的替代方案，同時也更加環保。
然而在 PoS 的驗證機制下，規則是由質押越多代幣的一方就有越高的機率取得驗證節點來提出區塊，接著該區塊會同步到整個區塊鏈網絡中，而其他節點則會依持幣多寡來驗證該區塊的合理性。
若你想要更進一步了解 PoS 機制的話，也可以參考本篇：PoS 共識機制是什麼？如何運作？
公鏈是什麼？
公鏈 (Public Chain) 代表整個區塊鏈系統的數據是公開透明的，任何人都可以利用錢包地址在鏈上交易以及查看交易紀錄。
然而在公鏈上，任何人都是公開的節點，每個節點都會藉由共識機制來參與其區塊鏈的計算過程來確保鏈上的數據安全。
比如說你要在公鏈上交易比特幣給其他人，不用創建帳號及經過第三方的許可，如銀行授權審核等，只要你擁有錢包地址（節點）就可以轉帳至他的錢包地址裡，其中交易過程會經過鏈上所有的節點來共同參與驗證（記帳）。
因此我們可以整理出公鏈在區塊鏈基礎上所具有不可竄改且公開透明的「去中心化」、「安全性」兩大特性。
- 去中心化：任何人都無法干涉或篡改其鏈上的機制、數據
- 安全性：所有的節點共同參與鏈上的計算過程來維護的數據安全及正確性
公鏈的應用
在以太坊的問世以來，我們可以知道公鏈不僅能應用在分帳式帳本上而已，還可以開發更多的鏈上應用。
以太坊除了跟比特幣一樣提供記帳的功能，還更進一步的開發出區塊鏈應用智能合約，提供更多開發者可以透過以太坊區塊鏈來開發更多複雜的去中心化應用。
隨著時間的發展下，以太坊鏈上的平台應用被開發的越來越多元，藉由以太坊鏈運行的代幣、NFT、DeFi 等等智能合約應用的用戶也大幅成長。
使得鏈上出現的問題也越來越多，像是網絡堵塞、交易速度緩慢、可擴展性變差、手續費過高等等。
因此許多開發者針對以太坊的問題而去做出更多的衍生以及改良，其中也就有了許多後來新興的公鏈出現，像是號稱以太坊殺手的 Solana 以及鎖倉量高的雪崩協議都表現非常出色。
公鏈、私有鏈及聯盟鏈的差異
那麼接下來我們將會進一步為你介紹除了公鏈，也有基於區塊鏈特性的需求而衍生出來的私有鏈、聯盟鏈，而這三者之間又有什麼差異呢？
私有鏈(Private Chain)
雖然我們可以知道公鏈是基於區塊鏈的特性可以公開透明地讓任何人使用其鏈來交易及傳輸數據。
但是若我們從企業、機構的角度思考，內部的機密資料是不可能透過公鏈的方式外流，因此針對此特定範圍限制的需求衍生出「 私有鏈 」概念。
私有鏈跟公鏈的差異在於僅限提供特定的企業、機構使用，其鏈上的數據是私密且不公開的，需要獲得鏈上的授權才可以成為節點來使用私有鏈。
簡單來說，私有鏈就像是一個企業的內部區塊鏈網絡，一樣有分散式帳本。
但是鏈上的運行僅需透過授權的可信任者（節點）處理交易的驗證來達成共識及共享資訊，不需要像公鏈一樣透過 PoW 或 PoS 等共識機制來驗證。
此時，我們可以知道私有鏈相較於公鏈是一個中心化的系統。
聯盟鏈(Consortium Blockchain)
除私有鏈之外，也有人提出在區塊鏈上建構以企業、機構為節點組成的 B2B (Business to Business) 架構來合作，
將交流規範轉向到鏈上以此達到降低交流成本及提升流通性的「 聯盟鏈 」概念。
然而聯盟鏈介於公鏈和私有鏈之間，主要作用於企業、政府等等組織之間的合作。
再者，聯盟鏈也跟私有鏈一樣是需要經過獲得授權才可以成為節點並使用其鏈上的數據。
不同的企業（節點）可以藉由鏈上制定共同的規範來維護帳本來增加企業之間更高的效率流通性及更低的成本。
比如說銀行可以透過聯盟鏈的方式與其他銀行合作，制定一套每個銀行都認可的記帳共識，
讓每個銀行之間可以透過聯盟鏈的高安全效率方式來流通數據，而不必擔心資訊被外流。
最後由於公鏈是任何人都可以使用的鏈，私有鏈及聯盟鏈是只有通過授權的特定節點才能使用，
因此後兩者的節點數量相較於公鏈來得少，也代表著交易速度及吞吐量、流通率也比公鏈高。
- 吞吐量（Transaction Per Second, TPS）：區塊鏈每秒能處理的交易量
最後我也以表格的方式來比較三者差異：
| 公鏈 | 私有鏈 | 聯盟鏈 | |
|---|---|---|---|
| 使用目的 | 無第三方干涉及竄改 | 保有企業內部隱私 | 提高合作的流通性 |
| 鏈上權限 | 公開透明使用 | 需要通過授權使用 | 需要通過授權使用 |
| 節點對象 | 任何人 | 單一企業、機構 | 多個企業、機構 |
| 身份識別 | 匿名 | 可識別身份 | 可識別身份 |
| 節點門檻 | 低 | 高 | 高 |
| 節點數量 | 多 | 少 | 中 |
| 去中心化 | 高 | 低 | 中 |
| 交易速度 | 慢（與其他兩者比較） | 快（節點較少） | 快（節點較少） |
| 原生代幣 | 有 | 無 | 無 |
| 常見代表 | 比特幣、以太坊、BSC | Quorum | Hyperledger Fabric、R3 Corda |
此外，我也在 IG 上寫過一篇類似的文章：
公鏈有哪些？
如果你已經了解公鏈是什麼後，那麼接下來我們將會開始為你舉例一些在幣圈上最常見的公鏈。
BTC
比特幣是由中本聰所提出的「分散式帳本」概念，也是世界上最早出現的區塊鏈，其應用為我們在區塊鏈上所交易的記錄會被記錄在鏈上，每個人的電腦上都有其鏈上的交易紀錄，也被視為是區塊鏈 1.0。
如果你想要了解更多有關比特幣的資訊，可以查看：區塊鏈教學：用白話文看懂比特幣與挖礦是什麼？
ETH
以太坊針對比特幣的區塊鏈用途，提出還有更多的可能性而誕生了智能合約並加以結合，使得區塊鏈的應用越來越擴張多元，被視為是區塊鏈 2.0。
除此之外，以太坊也是擁有最多區塊鏈項目（協議）的公鏈，而後續推出的公鏈基本上也都是基於以太坊的概念做延伸改進。
但隨著在以太坊爆炸性成長下，缺點也開始浮出水面，像是交易速度慢、擴展性差、手續費等等問題，因此以太坊計劃在今年 Q3 進入 ETH 2.0 階段來改善。
如果你想要了解更多有關以太坊的資訊，可以查看：以太坊跨世代革新，改變區塊鏈生態
BSC
幣安交易所的幣安智能鏈是依照以太坊的架構做改良，採取 PoS 共識機制而擁有交易速度快及手續費便宜等等優勢並兼容以太坊上面發行的項目。
另外，幣安也在去年 10 月宣布投入十億美金支持 BSC 的發展，其中五億將用於投資與孵化計畫來助長 BSC 的生態系。
如果你想要了解更多有關幣安智能鏈的資訊，可以查看：幣安智能鏈 BSC 介紹
SOL
Solana 號稱是以太坊殺手，它可以解決區塊鏈的不可能的三角理論的「 去中心化 」、「 安全性 」、「 可擴展性 」問題。
除此之外，交易速度、手續費用也都比以太坊及幣安智能鏈還要更便宜，以及致力於解決區塊鏈的不可能三角問題，因此吸引到許多優質項目在其生態上開發更為蓬勃發展。
如果你想要了解更多有關 Solana 的資訊，可以查看：詳解 Solana 生態系與相關幣種
FLOW
FLOW 是謎戀貓創始團隊 DapperLabs 針對以太坊的擴展性缺點等問題，重新架構一條專注於低成本延遲的 Layer 1 擴容方案且專注於 NFT 市場的公鏈。
在其鏈上有 NBA Top Shot 、謎戀貓、Genies、Dr.Suess 等知名 NFT 項目運行。
此外 FLOW 也宣布去年九月獲得 Google 的支持，以 Google Cloud 作為網絡營運商，提供 FLOW 設施幫助其鏈上發展。
如果你想要了解更多有關 FLOW 的資訊，可以查看：FLOW 公鏈與 FLOW 幣用途與投資價值
DOT
波卡鏈相較於其他鏈，是由多鏈組成運作來改善單鏈常見的交易速度慢與擴展性差等等問題的公鏈，因此受到許多人看好它的潛力。
此外，也提供開發者可以在波卡鏈的 Substrate 框架上建構平行鏈，彼此之間可以互相操作、升級治理，專注在不同的領域，像是 GameFi、DeFi、借貸市場等等來滿足鏈上需求。
AVAX
雪崩協議是由合約鏈（C 鏈）、平台鏈（ P 鏈）、交易鏈（ X 鏈）三種鏈所組成，彼此之間扮演不同角色並相輔相成。
其技術是採用隨機抽樣及亞穩態共識協議而不需要全網驗證來實現高性能的交易，是目前交易處理速度最快的公鏈。
此外雪崩協議也在去年八月推出 1.8 億美金的流動性挖礦激勵計畫「 Avalanche Rush 」，使得生態系開始爆發成長。
如果你想要了解更多有關 AVAX 的資訊，可以查看：Avalanche 雪崩協議是什麼？AVAX 幣與投資項目分析
MATIC
Polygon 是印度團隊利用其側鏈的鏈下技術提供以太坊 EVM 兼容，來幫助項目上的開發者遷移，企圖打造一個區塊鏈框架。
使用 Plasma 鏈外擴容技術及 PoS 機制來保障資產安全，同時也讓不同協議之間可以彼此互通，藉此解決以太坊的吞吐量低、手續費貴、可擴展性差等各種問題。
如果你想要了解更多有關 Matic 的資訊，可以查看：Polygon 鏈與 MATIC 幣是什麼？
除上述所提到的公鏈外，也還有像是 Cardano、Terra、EOS、NEO、IOTA、FTM、ATOM 等舉例不完的鏈。
其開發的最終目的皆主要是改善以太坊的可擴展性、交易速度緩慢、手續費高等等問題。
儘管這些公鏈被開發的目的皆相同，但是其鏈上運行的模式及採用的技術卻不盡相同，或許在未來將會是一個多鏈的時代，我們可以根據自身的使用需求而選擇相對應的鏈來滿足。
總結
在一個多鏈的時代，我們可以發現各個公鏈其最初開發的目的與以太坊爆炸交易的各種缺點脫離不了關係，以提升擴展性、交易速度、安全性、跨鏈整合等應用為重點方向。
雖然越來越多公鏈的生態系逐步完善，但也有許多新興的公鏈發展還處於早期階段，也沒有任何一條公鏈是完美的。
公鏈若要生存得久，就必須要看項目團隊是否有心在鏈上開發出更多的應用及維護區塊鏈來吸引更多人使用來使得鏈上生態系更加多元，否則很快會被其他公鏈淘汰。
由於不同的區塊鏈彼此之間沒辦法互通，跨鏈技術也因應此問題而誕生，完美地實現鏈與鏈之間的互通，或許在未來跨鏈的發展下，多鏈的問題也會因此受益於極大化區塊鏈生態。
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