一次性使用的數字（nonce）

在區塊鏈與加密貨幣領域，nonce（僅用一次的數值）指的是一個只能使用一次的任意值，主要用於工作量證明（Proof of Work，PoW）演算法。當礦工試圖挖掘新區塊時，他們必須找到一組特定的 nonce，並將其與區塊標頭中的其他資料結合，經由密碼雜湊函數處理後，產生一個符合特定難度要求的雜湊值。這項機制確保產生區塊必須付出大量運算工作，從而保障整個網路的安全性。

nonce 在比特幣等加密貨幣中扮演不可或缺的核心角色。礦工持續嘗試不同 nonce，反覆計算雜湊值，直到找到一組能符合當前網路難度目標的有效答案。每個成功挖出的區塊都包含唯一有效的 nonce，證明該礦工已完成必要的運算工作。這個過程不僅確保區塊鏈的安全，也有效控制新代幣的發行速度，進而奠定整個加密貨幣經濟模型的基礎。

nonce 的起源可追溯至密碼學領域，最初用於防止重放攻擊，確保訊息的唯一性與即時性。中本聰於 2008 年發表的比特幣白皮書，將 nonce 正式納入區塊鏈架構，並成為工作量證明系統的核心要素。隨著比特幣網路的發展，nonce 概念逐漸擴展至其他基於 PoW 的區塊鏈專案，並依據不同共識機制進行調整與應用。

從技術角度來看，nonce 在區塊標頭中佔有 4 個位元組，讓礦工能測試大約 43 億種可能值。當所有 nonce 都用盡，仍未產生符合條件的雜湊值時，礦工會調整區塊中的其他參數（如時間戳或 merkle root），然後重新啟動 nonce 嘗試。於現今礦業運作中，專用應用積體電路（ASIC）能以極高速度測試 nonce，讓比特幣網路總雜湊率飆升至每秒數百 exahash（EH/s）的規模。

儘管 nonce 為區塊鏈技術的重要核心，其本身亦面臨數項挑戰與風險。首先，隨著挖礦難度增加，尋找有效 nonce 所需的能源消耗大幅提升，導致外界對 PoW 可持續性的環境疑慮。其次，ASIC 礦機的普及導致挖礦中心化風險升高，可能削弱網路的去中心化本質。此外，若 nonce 空間不足以找出符合法規定條件的數值時，挖礦效率將下降，必須額外調整其他區塊參數。

nonce 對區塊鏈生態系統至關重要，是 PoW 機制的基石，也保障區塊鏈交易的安全與不可竄改性。礦工需進行大量運算才能找到有效 nonce，這讓區塊鏈網路能有效防止惡意攻擊並維持系統完整。雖然隨著權益證明（Proof of Stake，PoS）等替代共識機制的新興應用，nonce 在部分新一代區塊鏈系統中的角色日益淡化，但在比特幣等傳統加密貨幣中的核心地位依舊無法取代，並繼續支撐著兆元規模的加密貨幣市場。