Wie werden Transaktionen zu einer Blockchain hinzugefügt?

Verständnis der Struktur einer Blockchain

Eine Blockchain ist ein dezentrales, verteiltes Hauptbuch, das Transaktionen über ein Netzwerk von Computern aufzeichnet. Jeder Block in der Kette enthält eine Liste von Transaktionen, einen Zeitstempel und einen Verweis auf den vorherigen Block durch einen kryptografischen Hash. Die Integrität und die chronologische Reihenfolge der Blockchain werden unter Verwendung dieser Hashes beibehalten. Wenn eine neue Transaktion auftritt, wird sie nicht sofort zur Blockchain hinzugefügt. Stattdessen muss es einen Validierungs- und Konsensprozess durchlaufen, bevor es dauerhaft aufgezeichnet wird. Der Mechanismus, durch den Transaktionen hinzugefügt werden, variiert je nach Konsensalgorithmus, wie z. B. Arbeitsnachweis (POW) oder Beweis für den Einsatz (POS) , aber der allgemeine Fluss bleibt in den meisten Blockchain -Netzwerken konsistent.

Transaktionsinitiierung und -verbreitung

Wenn ein Benutzer eine Kryptowährungstransaktion initiiert, unterschreiben er sie mit seinem privaten Schlüssel und übertragen sie an das Netzwerk. Diese Transaktion enthält Details wie die Adresse des Absenders, die Adresse des Empfängers, der Betrag und die Transaktionsgebühr. Nach der Ausstrahlung tritt die Transaktion in einen Pool unbestätigter Transaktionen ein, das als Mempool bekannt ist. Knoten im Netzwerk empfangen und validieren die Transaktion, um sicherzustellen, dass sie grundlegende Kriterien erfüllt: korrekte digitale Signatur, ausreichende Mittel und keine Doppelausgaben. Gültige Transaktionen verbleiben im Mempool, bis ein Bergmann oder ein Validator sie für die Aufnahme in einen neuen Block auswählt. Ungültige Transaktionen werden verworfen und nicht weiter verbreitet.

Blockierung der Bildung durch Bergleute oder Validatoren

In einem Nachweis des Arbeitssystems wie Bitcoin konkurrieren Bergleute um ein komplexes kryptografisches Rätsel. Der erste Bergmann, der das Rätsel löst, gewinnt das Recht, den nächsten Block zu erstellen. Dieser Bergmann wählt eine Reihe von Transaktionen aus dem Mempool aus und priorisiert typischerweise diejenigen mit höheren Transaktionsgebühren, um den Gewinn zu maximieren. Die ausgewählten Transaktionen werden dann in einen Kandidatenblock zusammengestellt. Der Blockheader enthält den Hash des vorherigen Blocks , eine Merkle -Wurzel (eine kryptografische Zusammenfassung aller Transaktionen im Block) und eine Nonce (eine zufällige Zahl, die im Bergbauprozess verwendet wird). Im Nachweis von Stakesystemen wie Ethereum Post-Merge werden Validatoren auf der Grundlage der Menge an Kryptowährung ausgewählt, die sie stecken, und andere Faktoren. Diese Validatoren schlagen neue Blöcke vor und bestätigen sie, anstatt sie zu berichten.

• Wählen Sie Transaktionen aus dem Mempool aus
• Überprüfen Sie die digitale Signatur und Eingaben jeder Transaktion
• Konstruieren Sie den Merkle -Baum und berechnen Sie die Merkle -Wurzel
• Zusammenstellen Sie den Blockheader mit dem Hash und Nonce des vorherigen Blocks zusammen
• Beginnen Sie den Bergbauprozess (POW) oder warten Sie aus der Auswahl (POS)

Konsens- und Blockvalidierung

Sobald ein Bergmann oder ein Validator einen neuen Block erstellt hat, wird er zur Überprüfung an das Netzwerk übertragen. Andere Knoten überprüfen die Gültigkeit des Blocks, indem sichergestellt wird, dass alle Transaktionen legitim sind, die Blockgröße innerhalb der Grenzen liegt und der Nachweis der Arbeit (oder Pfahl) korrekt angewendet wird. Im Nachweis der Arbeit überprüfen die Knoten, dass der Hash des Blocks das Schwierigkeitsgrad des Netzwerks erreicht. Im Beweis des Einsatzes bestätigen die Knoten, dass der Validator ordnungsgemäß ausgewählt wurde und dass die Bescheinigungen gültig sind. Wenn der Block alle Überprüfungen übergeht, fügen die Knoten ihn der Kopie der Blockchain hinzu und aktualisieren deren UTXO (nicht ausgegebene Transaktionsausgabe) entsprechend. Dieser Prozess stellt sicher, dass sich alle Teilnehmer auf den Zustand des Hauptbuchs einig sind und einen dezentralen Konsens aufrechterhalten.

Endgültigkeit und Unveränderlichkeit

Nachdem die Blockchain ein Block hinzugefügt wurde, werden die darin enthaltenen Transaktionen als bestätigt angesehen. Die Endgültigkeit - die Zusicherung, dass eine Transaktion nicht umgekehrt werden kann - hängt davon ab, wie viele nachfolgende Blöcke darauf aufgebaut sind. In Bitcoin werden sechs Bestätigungen (sechs Blöcke tief) als sicher angesehen. Jeder zusätzliche Block erhöht den Rechenaufwand, der zur Veränderung der Kette erforderlich ist, und macht es praktisch unmöglich, die Geschichte neu zu schreiben. Die Unveränderlichkeit der Blockchain wird durch kryptografisches Hashing erzwungen: Eine Änderung einer Transaktion würde den Hash des Blocks verändern, die Kette brechen und alle folgenden Blöcke ungültig machen. Dieses Sicherheitsmodell gewährleistet das Vertrauen in das System, ohne eine zentrale Behörde zu verlangen.

Rolle von Anreizen bei der Transaktionsverarbeitung

Bergleute und Validatoren werden angeregt, durch Blockprämien und Transaktionsgebühren teilzunehmen. In Bitcoin ist die Blockbelohnung eine feste Menge neu geprägter BTC, die dem erfolgreichen Bergmann gegeben werden und ungefähr alle vier Jahre halben. Transaktionsgebühren werden von den Benutzern gezahlt, um ihre Transaktionen zu priorisieren. Validatoren in POS -Systemen erhalten ähnliche Belohnungen in Form von neu ausgestellten Token und Gebühren. Diese Anreize richten die Interessen der Netzwerkteilnehmer mit der Sicherheit und Effizienz der Blockchain aus. Ohne solche Belohnungen würde es wenig Motivation geben, Transaktionen zu validieren oder das Netzwerk zu sichern, was möglicherweise zu einer Zentralisierung oder einem verringerten Durchsatz führt.

Häufig gestellte Fragen

Wie lange dauert es, bis eine Transaktion zur Blockchain hinzugefügt wird? Die Zeit variiert je nach Netzwerk. Bei Bitcoin beträgt die durchschnittliche Blockzeit 10 Minuten, sodass eine Transaktion einige Minuten im Mempool warten kann, bevor er eingeschlossen ist. Ethereum -Blöcke werden alle 12 Sekunden hergestellt, was eine schnellere Einbeziehung ermöglicht. In Zeiten hoher Stauung können jedoch Transaktionen mit niedrigen Gebühren stundenlang unbestätigt bleiben.

Kann eine Transaktion nach dem Hinzufügen aus der Blockchain entfernt werden? Nein. Sobald eine Transaktion in einem bestätigten Block enthalten ist und nachfolgende Blöcke oben aufgebaut sind, wird sie unveränderlich . Die dezentrale Natur und die kryptografische Gestaltung von Blockchains machen die rechnerischen Veränderung oder Entfernen von Transaktionen.

Was passiert, wenn zwei Bergleute gleichzeitig einen Block erstellen? Dies schafft eine temporäre Gabel in der Blockchain. Knoten bauen weiterhin auf welchem Block auf, den sie zuerst erhalten. Das Netzwerk konvergiert schließlich die am längsten gültige Kette, und der Block der kürzeren Gabel wird verworfen. Transaktionen im weggeworfenen Block kehren in das Mempool zurück, wenn sie nicht bestätigt werden.

Warum werden einige Transaktionen schneller als andere bestätigt? Transaktionen mit höheren Transaktionsgebühren werden von Bergleuten oder Validatoren priorisiert. Benutzer können Gebühren basierend auf der Netzwerkbedarf festlegen. Brieftaschen schlagen häufig Gebührenquoten auf der Grundlage der aktuellen Überlastung vor, sodass Benutzer zwischen Geschwindigkeit und Kosten wählen können.