Wie sind Blöcke miteinander verbunden?

Jeder Block in einer Blockchain enthält einen kryptografischen Hash des vorherigen Blocks, der eine sichere, unzerbrechliche Kette erzeugt, die die Datenintegrität und Unveränderlichkeit gewährleistet.

Aug 04, 2025 at 06:56 am

Verständnis der Struktur einer Blockchain

Eine Blockchain ist ein dezentrales digitales Ledger, das aus einer Folge von Blöcken besteht, die jeweils eine Liste von Transaktionen enthalten. Die Art und Weise, wie diese Blöcke verbunden sind, gewährleistet die Datenintegrität und Unveränderlichkeit. Jeder Block enthält wesentliche Komponenten: einen Blockheader , eine Liste von Transaktionen und einen Verweis auf den vorherigen Block . Der Blockheader enthält Metadaten wie TimeStamp , Nonce , Merkle Root und den vorherigen Block -Hash . Der vorherige Block -Hash ist der kryptografische Fingerabdruck des vorherigen Blocks, der das Rückgrat der Kette mit der Kette bildet. Dieser Hash wird unter Verwendung einer kryptografischen Hash-Funktion erzeugt, typischerweise SHA-256 im Fall von Bitcoin, was sicherstellt, dass selbst eine geringfügige Änderung der Daten zu einem völlig anderen Hash führt.

Die Rolle des kryptografischen Hashing im Blockverbinden

Kryptografisches Hashing ist die Grundlage dafür, wie Blöcke sicher miteinander verbunden sind. Jeder Block ermöglicht einem Hashing-Prozess, der eine für seinen Inhalt einzigartige Zeichenfolge mit fester Länge erzeugt. Wenn ein neuer Block erstellt wird, enthält er den Hash des unmittelbaren Vorgängerblocks in seinem eigenen Kopfzeile. Dies schafft eine Eltern-Kind-Beziehung, in der jeder Block rückwärts zeigt. Wenn jemand versucht, eine Transaktion in einem früheren Block zu ändern, würde sich der Hash dieses Blocks ändern und alle nachfolgenden Blöcke ungültig machen, die auf dem ursprünglichen Hash beruhen. Dies zwingt jeden Angreifer, alle folgenden Blöcke wiederzugeben, was in einer gut etablierten Blockchain rechnerisch nicht realisierbar ist. Die Unveränderlichkeit der Kette stammt direkt aus diesem Heilmechanismus, der durch kryptografisches Hashing angetrieben wird.

Wie der Genesis -Block die Kette initiiert

Der allererste Block in jeder Blockchain ist als Genesis -Block bekannt. Im Gegensatz zu anderen Blöcken verweist es nicht auf einen vorherigen Block, da keine früheren Daten vorhanden sind. Das vorherige Block -Hash -Feld ist normalerweise auf Null oder eine vordefinierte Konstante eingestellt . Der Genesis -Block ist in der Software von Anwendungen, die die Blockchain verwenden, hartcodiert. In Bitcoin wurde beispielsweise der Genesis -Block von Satoshi Nakamoto am 3. Januar 2009 erstellt und enthält die Nachricht: "The Times 03/Jan/2009 Kanzler am Rande der zweiten Rettungsaktion für Banken". Dieser Block dient als Ankerpunkt, aus dem sich alle anderen Blöcke erstrecken. Jeder nachfolgende Block zeichnet seine Abstammung auf diesen unveränderlichen Ausgangspunkt zurück und verstärkt die Kontinuität und Authentizität der gesamten Kette.

Schritt-für-Schritt-Prozess des Hinzufügens eines neuen Blocks

• Eine neue Transaktion wird an das Netzwerk übertragen und von Knoten in einen Mempool (Speicherpool) unbestätigter Transaktionen gesammelt.
• Bergleute wählen Transaktionen aus dem Mempool aus und kompilieren sie in einen Kandidatenblock.
• Der Bergmann berechnet die Merkle -Root durch Hashing -Transaktionenpaare, bis ein einzelner Hash bleibt, der im Blockkopf enthalten ist.
• Der Bergmann ruft den Hash des jüngsten Blocks in der Blockchain ab und fügt ihn in den Kopfball des neuen Blocks ein.
• Der Bergmann beginnt dann den Proof-of-Work -Prozess und passt den Nonce an, bis der Hash des Blocks das Schwierigkeitsgrad des Netzwerks erreicht.
• Sobald ein gültiger Hash gefunden wurde, überträgt der Bergmann den neuen Block an das Netzwerk.
• Andere Knoten überprüfen die Gültigkeit des Blocks, einschließlich der Überprüfung der Richtigkeit des vorherigen Block -Hash .
• Bei der Validierung fügen Knoten den neuen Block an ihre Kopie der Blockchain an, wobei die Kette erweitert wird.

Dieser Prozess stellt sicher, dass jeder neue Block kryptografisch mit dem vor ihm verbunden ist und eine ungebrochene Sequenz bildet.

Überprüfung der Blockverbindung und der Kettenintegrität

Knoten im Netzwerk validieren kontinuierlich die Integrität der Blockchain, indem die Verknüpfung zwischen Blöcken überprüft wird. Wenn ein Knoten einen neuen Block empfängt, führt er mehrere Schecks durch. Es bestätigt, dass der vorherige Block -Hash im neuen Block mit dem tatsächlichen Hash des letzten Blocks in seiner lokalen Kette übereinstimmt . Außerdem werden der Hash des neuen Blocks erneut berechnet, um sicherzustellen, dass er den Schwierigkeitsgründen entspricht. Zusätzlich validiert der Knoten alle Transaktionen innerhalb des Blocks und überprüft die Merkle -Wurzel. Wenn einer dieser Schecks fehlschlägt, wird der Block abgelehnt. Dieser verteilte Überprüfungsprozess verhindert Manipulationen und gewährleistet den Konsens im gesamten Netzwerk. Die am längsten gültige Kette mit dem am meisten angesammelten Nachweis der Arbeit wird als wahre Version des Hauptbuchs akzeptiert.

Kettenspaltungen und verwaiste Blöcke

Gelegentlich können zwei Bergleute das Puzzle mit dem Proof-of-Work zu lösen, was dazu führt, dass zwei gültige Blöcke ausgestrahlt werden. Dies erzeugt eine temporäre Kettenspaltung , bei der verschiedene Teile des Netzwerks unterschiedliche Blöcke als neueste akzeptieren. Jeder Knoten baut weiter auf dem Block, den er zuerst erhalten hat. Das Unentschieden wird aufgelöst, wenn der nächste Block auf einem der Zweige abgebaut wird. Der Zweig mit mehr kumulativeren Arbeiten wird zur Hauptkette, und der andere wird aufgegeben. Blöcke an der kürzeren Kette werden verwaiste oder abgestandene Blöcke . Transaktionen in diesen Blöcken, die nicht in der Hauptkette enthalten waren, werden zur Wiederaufbereitung in das Mempool zurückgegeben. Die Abhängigkeit von der längsten Kettenregel stellt sicher, dass das Netzwerk in einer einzigen vereinbarten Geschichte konvergiert.

Häufig gestellte Fragen

Kann ein Block mehr als einen vorherigen Block referenzieren?

Nein, jeder Block in einem Standard -Blockchain verweist genau einen vorherigen Block über das vorherige Block -Hash -Feld. Dies erzeugt eine lineare, chronologische Sequenz. Während einige alternative Strukturen wie gerichtete acyclische Graphen (DAGs) mehrere übergeordnete Referenzen zulassen, behalten herkömmliche Blockchains wie Bitcoin und Ethereum einen einzelnen Rückwärtsverbindung pro Block bei.

Was passiert, wenn der vorherige Block -Hash falsch ist?

Wenn ein Block einen falschen vorherigen Block -Hash enthält, lehnen die Knoten ihn während der Validierung ab. Der Block wird der Kette nicht hinzugefügt, da er keine Kontinuität mit dem vorhandenen Hauptbuch beweist. Dieser Schutz verhindert die Einführung betrügerischer oder falsch ausgerichteter Blöcke.

Ist der Blockverbindungsmechanismus in allen Kryptowährungen gleich?

Die meisten Kryptowährungen verwenden einen ähnlichen Hash-basierten Heilmechanismus , aber die Besonderheiten können variieren. Beispielsweise verwendet Ethereum Keccak-256 als Hashing-Funktion, während einige Blockchains unterschiedliche Konsensmechanismen wie Proof-of-Stake-Take implementieren können, was sich ändern kann, wie Blöcke vorgeschlagen und validiert werden, obwohl die grundlegende Idee, frühere Blöcke zu verweisen, konsistent bleibt.

Woher wissen Knoten, welcher Block der neueste ist?

Knoten identifizieren den neuesten Block, indem sie der am längsten gültigen Kette mit dem am stärksten akkumulierten Nachweis (oder Anteil in POS-Systemen) folgen. Sie erhalten kontinuierlich Aktualisierungen von Kollegen und aktualisieren ihre lokale Kopie, um die Kette mit der höchsten Schwierigkeitsgrad zu entsprechen, um die Synchronisation im gesamten Netzwerk zu gewährleisten.