Merkle tree 是一種 hash tree，用來表示 hash 值的資料結構。Merkle tree 的發明人是 Ralph Merkle，當然這就是這個資料結構的名稱由來... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Genesis Block Merkle tree 是一種 hash tree，用來表示 hash 值的資料結構。Merkle tree 的發明人是 [Ralph Merkle](https://en.wikipedia.org/wiki/Ralph_Merkle)，當然這就是這個資料結構的名稱由來。 Merkle tree 的基本結構是 binary tree（二元樹），每一個 non-leaf 的節點（node），都被標示一個 hash 值。 圖 1：就是一個 binary...

使用 Node.js 發展區塊鏈的下一個動作，就是建立 Genesis Block... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Blockchain Developer - 開始建立 Genesis Block 使用 Node.js 發展區塊鏈的下一個動作，就是建立 Genesis Block。 ## Step 1：定義區塊資料結構 根據 [[Blockchain Developer - 認識 Genesis Block](http://www.jollen.org/blog/2016/12/blockchain-developer-genesis-block.html)] 的說明，區塊的資料結構包含 4 個欄位如下： * *hash*：區塊的 hash ID * *previousHash*：紀錄前一個區塊的 hash...

Merkle tree 用來存放交易資訊（transactions），為了要討論更詳細的 Merkle tree 生成過程，假設現在有 2 筆交易正在等候「處理」... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Blockchain Developer - 建立 Merkle Tree ## Merkle Tree 的生成過程 Merkle tree 用來存放交易資訊（transactions），為了要討論更詳細的 Merkle tree 生成過程，假設現在有 2 筆交易正在等候「處理」。這 2 筆交易資訊，分別以 ```Tx0``` 與 ```Tx1``` 來表示。 ![圖 1 生成 Merkle...

交易（transaction）確認後的資訊以 Merkle tree 來做紀錄，所以就要有 Block 來儲存這個 Merkle tree... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # 為什麼要 Mining？ 交易（transaction）確認後的資訊以 Merkle tree 來做紀錄，所以就要有 Block 來儲存這個 Merkle tree。這個時候就需要有新的區塊。 在 Bitcoin 的生態中，mining（挖礦）的主要目的就是「產生新的區塊」，當區塊產生時，就會產生另一個「副作用」：新 Bitcoin 被產生出來。 簡單說，產生新的 Bitcoin 並不是挖礦的主要目的，這只是挖礦的副作用。挖礦的主要目的，是生產區塊來確認並紀錄新的交易資訊。本章的目標，在學習挖礦的基本知識，內容以簡單易懂為原則，並不是介紹如何重新實作 Bitcoin 的挖礦技術。但教學內容會以 Bitcoin 做為實例，輔助說明 mining 技術。 ## Difficulty 眾所皆知，Bitcoin 的挖礦難度是非常高的。這個意思是：產生新的...

假設表 1 是「最後一個 Block」內容，根據先前教學的介紹，要如何挖出新區塊呢... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # 簡單易懂的 Mining 演算法設計 ## Mining 演算法初體驗 表 1 是截至目前為止，範例所設計的 Block 資料結構。假設表 1 是「最後一個 Block」內容，根據先前教學的介紹，要如何挖出新區塊呢？ |欄位 |範例 |用途說明 | |--------|--------|--------| |hash |dd0e2b79d79be0dfca96b4ad9ac85600097506f06f52bb74f769e02fcc66dec6 |Block Hash | |previousHash |0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 |前一個 Block 的 Hash 值 |...

Bitcoin mining 演算法，就是使用傳統的 SHA-256 函數，而 SHA-256 的優點，也好就是它的一個缺點... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Blockchain Developer - 簡單易懂的 Memory-Hard Function SHA-256 函數是傳統的 hash 演算法，但是應用在區塊鏈系統時，有一個缺點。Bitcoin mining 演算法，就是使用傳統的 SHA-256 函數，而 SHA-256 的優點，也好就是它的一個缺點。 ## SHA-256 的問題 為了提升 SHA-256 的計算速度，工程師會利用行平行處理（parallelism）的技術。利用平行運算，大幅提升 SHA-256 的運算速度，這樣做不是很好嗎？ 然而，這就是一個問題了。簡單來說，一個能平行化的演算法，就能使用硬體來做加速，例如：使用 GPU、FPGA 或是 ASIC。這裡就是「弊端」所在了。從 Proof-of-Work...

除了 Proof-of-Work（PoW）外，還有其它「形成共識」的做法嗎？除了 Proof-of-Work 外，還有一種稱之為 Proof-of-Stake（PoS）的共識系統... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Blockchain Developer - 快速認識 Proof-of-Stake 前一篇文章提到的 Proof-of-Work 是利用「運算」的方式來取得「共識」。除了 Proof-of-Work（PoW）外，還有其它「形成共識」的做法嗎？除了 Proof-of-Work 外，還有一種稱之為 Proof-of-Stake（PoS）的共識系統。不像 PoW 是以運算做為基礎，PoS 以「權益」做為基礎，來決定挖礦的難度。 除了 PoW 與 PoS 外，還有其它不同的共識系統： * PBFT[1] (Practical Byzantine Fault Tolerance - 拜占庭容錯算法) * Paxos /...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 當你的 IoT 資料，將資料送至中央化的 IoT Platform 時，原本該屬於你的資料所有權、使用權與儲存地，將會默默超出自已的可控制範圍。 # 從 IoT Architecture 看物聯網區塊鏈 IEEE 在 2017 年 1 月發佈一篇 Newsletter 分析 IoT Blockchain 的技術挑戰 [1]，文中提到，從 IoT Architecture 的角度，可以看到 IoT Blockchain 的幾個主要技術挑戰。簡單來說，一個「Decentralized」的 IoT Architecture 將會有機會克服當中的一些技術挑戰。 將 Blockchain 技術應用在 IoT 架構中時，需要「Decentralized」的...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 Decentralized 物聯網架構，需要 P2P 的通訊架構。 # 邁向 Decentralized 的關鍵 在 IoT 架構裡，實作 Peer-to-Peer (P2P) 網路有技術上的挑戰嗎？實作 Peer-to-Peer IoT Networking 的目標，是為了讓 IoT Devices 間能建立 P2P 架構的通訊方式，這就是技術上的挑戰了。讓 IoT Devices 能形成一個 P2P 網路，技術上似乎不太困難；不過，如果更深入技術細節來討論，就會發現許多學問。 第一、應用層的考量。IoT 裝置間必須以 Application Layer Protocols 來通訊，例如：HTTP。所以，我們需要能在 IoT 裝置上運行一個「Application Server」，也就是說，必須有一個「Programming...

My paper titled “Flowchain: A Distributed Ledger Designed for Peer-to-Peer IoT Networks and Real-time Data Transactions” has been accepted by the 2nd International Workshop on Linked Data and Distributed Ledgers, as co-located at ESWC 2017, taking in place in Portoroz,...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 MCS Lite 導入了我開發的 Devify 框架，所以也有 Servient 玩法喔。 # 認識 Servient Servient 概念非常簡單：IoT Device 能同時扮演 Client 與 Server 的角色。這個 ```Client + Server = Servient``` 的觀念，是 Decentralized 與 P2P 非常重要的底層技術。 從 IoT Architecture 的觀念來說，並不是去辨別（identify）每一個物聯網裝置要扮演 Client 或 Server 哪一個角色，而是來開發一個能讓裝置扮演 ```Client...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 Flowchain 使用一個稱為 Chord 的 P2P 通訊協定，[flowchain-chord](https://github.com/jollen/flowchain-chord) 是一份 Node.js 的實作。 近來受到相當程度討論的去中心化（Decentralized）概念，則是基於 Peer-to-Peer 通訊網路的分散式系統。Peer-to-Peer 的研究在 2000 年左右，就已經有相關的研究論文發表。Decentralized 與 Block Store 的觀念，在這裡論文裡已經被提出討論。可見這二個目前廣為討論的觀念（Decentralized 與 Block Store）都不是新鮮技術了。 ## 關於 DHT 與 Chord Protocol Chord[1] 是一個 DHT（distributed hash table）通訊協定，在 peer-to-peer 通訊網路中，DHT 指的是節點（nodes）的 store，用來儲存「資料的負責節點」。因此，Chord...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 Chord 能運用在 Peer-to-Peer 的 IoT 網路，但是有些技術細節必須從軟體架構的層面解決。第一個會面的技術問題，就是「Churn」現象。 ## 進進出出 所謂的 Churn 現象就是：在 Peer-to-Peer 網路中，隨時都有節點（node）加入或離開（進進出出）。對於 Churn 的處理，要根據不同的 P2P 演算法來進行研究。Chord 如何處理 Churn 問題，以及 Handling Churn 的效能分析，過去已經有許多研究論文提出解決方法。 至於 [Flowchain 區塊鏈](https://flowchain.io) 當然也有針對 Churn 進行研究。在 Flowchain 裡面，處理 Churn 現象的方式，是以擴充 Chord Protocols 的方式來進行處理；這方面的研究，已經撰寫成學術論文，並且被 [AIoTAS...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 Heterogenous Hardware 的觀念非常簡單：各式各樣的硬體裝置。 ## 各式各樣的硬體裝置 Heterogenous Hardware 的目標更為單純：「Write once, run everywhere」。對 IoT Blockchain 來說，是否能打造一套能在各式各樣硬體裝置上執行的軟體框架，會是一個關鍵議題。 使用 JavaScript 來實作 IoT 系統是一個流行，但更實質的原因，則是為了 Heterogenous Hardware。如圖一，Flowchain 以及它的底層通訊系統（Devify）都是 100% 的 JavaScript 實作，這可以解決基本的移植性問題。以現今的 IoT Device 硬體技術來說，Flowchain 能安裝在 Microcontroller、Microprocessor 與 Cloud Server 上。 ## Flowchain...

DLT 有一個更耳熟能詳的名字，叫做區塊鏈... 本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 # Distributed Ledger Technology (DLT) DLT 有一個更耳熟能詳的名字，叫做區塊鏈。簡單來說，根據 Wikipedia 上的定義 [1]，區塊鏈（Blockchain）就是一種 Distributed Ledger 的資料結構（Data Structure）： ``` a Blockchain is only one type of data structure considered to be a distributed ledger. ``` 也就是說，DLT 可以延用 Blockchain 資料結構設計，也可以根據應用的不同，設計全新的資料結構；無論是採用...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。  為什麼區塊鏈是 Web 3.0 的概念？因為 Web 3.0 有一個重要的概念，就是 P2P Internet。區塊鏈除了能為 Web 3.0 提供 P2P Internet 基礎建設外，也因為區塊鏈本身「天然特性」，還能提供 Web 3.0 所需的 Trusted Computing 與 Cryptography 技術。 Trusted computing 與 cryptography 在 IoT 領域，能提供絕佳的 Data security 與 Data privacy 環境。因此，一個建立在...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。  關心 Blockchain、更別忘了 Web 3.0。IoT Blockchain 近期在台灣產業界受到不少關注。許多報導與活動，都在討論物聯網區塊鏈的機會與方向；我則是在 ESWC 發表 IoT Blockchain 的具體成果與程式碼。 ESWC (Extended Semantic Web Conference) 是歐洲主要的 Semantic Web 學術會議，今年在 Piran (斯洛維尼亞) 舉辦的 ESWC 2017 已經邁入第 14 屆。這次參加 ESWC 2017 全程 5 天的會議，學習來自各界的研究成果分享，非常有收獲。  在與 ESWC...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。  這是今年（2017）第二篇有關 Blockchain 的論文。在加拿大多倫多 ISCA 2017 的 Advances in IoT Architecture and Systems (AIoTAS 2017) 研討會上，發表了一篇有關 P2P IoT 的研究文：Devify: Decentralized Internet of Things Software Framework for a Peer-to-Peer and Interoperable IoT Device。這篇論文也會出版在 2018 年的 ACM SIGBED Review...

本文章採用 Markdown 語法撰寫，若無法完整閱讀全文，請點擊這裡。 不久前（2018 年 1 月），Ethereum 才剛針對 ERC 20 提出的 ERC 827 擴充標準；近期，ERC-891 代幣標準橫空出世。即使 ERC 891 仍只是一個 EIP（Ethereum Improvement Proposal），但筆者認為這是一個相當值得關注的提案。  第一、ERC 891 提案的重心，在於一個稱為 PPoW（Pseudo proof-of-work）的觀念。技術上，ERC 891 與 ERC 827 相同，都是 ERC 20 的延伸（Extension）；但 ERC 891...