블록은 어떻게 서로 연결됩니까?

블록 체인의 구조 이해

블록 체인은 각각 트랜잭션 목록을 포함하는 일련의 블록으로 구성된 분산 디지털 원장입니다. 이러한 블록이 연결되는 방식은 데이터 무결성과 불변성을 보장합니다. 각 블록에는 필수 구성 요소가 포함되어 있습니다 : 블록 헤더 , 트랜잭션 목록 및 이전 블록에 대한 참조 . 블록 헤더에는 타임 스탬프 , Nonce , Merkle Root 및 이전 블록 해시 와 같은 메타 데이터가 포함됩니다. 이전 블록 해시는 이전 블록의 암호화 지문으로 체인의 연결의 중추를 형성합니다. 이 해시는 Bitcoin의 경우에 일반적으로 SHA-256 암호화 해시 함수를 사용하여 생성되며, 이는 데이터의 약간의 변화조차도 완전히 다른 해시를 초래할 수 있도록합니다.

블록 링크에서 암호화 해싱의 역할

암호화 해싱은 블록이 단단히 연결되는 방법의 기초입니다. 모든 블록에는 해싱 프로세스가 발생하여 콘텐츠에 고유 한 고정 길이 문자열을 생성합니다. 새 블록이 생성되면 자체 헤더 내 바로 앞의 블록의 해시가 포함됩니다. 이것은 각 블록이 뒤로 향하는 부모-자식 관계를 만듭니다. 누군가가 이전 블록에서 거래를 변경하려고 시도하면 해당 블록의 해시가 변경되어 원래 해시에 의존하는 모든 후속 블록을 무효화합니다. 이로 인해 모든 공격자는 다음 블록의 모든 블록을 재사용해야하며, 이는 잘 정립 된 블록 체인에서 계산적으로 불가능합니다. 체인의 불변성 은 암호화 해싱으로 구동되는이 체인 메커니즘에서 직접 비롯됩니다.

창세기 블록이 체인을 시작하는 방법

모든 블록 체인의 첫 번째 블록은 Genesis Block 으로 알려져 있습니다. 다른 블록과 달리 사전 데이터가 없기 때문에 이전 블록을 참조하지 않습니다. 이전 블록 해시 필드는 일반적으로 0 또는 사전 정의 된 상수로 설정됩니다 . Genesis Block은 블록 체인을 사용하는 응용 프로그램 소프트웨어로 하드 코딩됩니다. 예를 들어, Bitcoin에서 Genesis Block은 2009 년 1 월 3 일에 나카모토 사토시에 의해 만들어졌으며 'The Times 03/1 월/2009 년 1 월/2009 년 은행에 대한 두 번째 구제 금융에 관한 장관'이라는 메시지가 포함되어 있습니다. 이 블록은 다른 모든 블록이 확장되는 앵커 포인트 역할을합니다. 모든 후속 블록은이 불변의 출발점으로 계보를 추적하여 전체 체인의 연속성과 진정성을 강화합니다.

새로운 블록을 추가하는 단계별 프로세스

• 새로운 트랜잭션은 네트워크로 방송되고 노드에 의해 확인되지 않은 트랜잭션의 Mempool (메모리 풀)으로 수집됩니다.
• 광부는 Mempool에서 거래를 선택하여 후보 블록으로 컴파일합니다.
• 광부는 블록 헤더에 포함되는 단일 해시가 남아있을 때까지 트랜잭션 쌍을 해싱하여 메르클 루트를 계산합니다.
• 광부는 블록 체인에서 가장 최근 블록의 해시를 검색하여 새로운 블록의 헤더에 삽입합니다.
• 그런 다음 광부는 작업 증명 프로세스를 시작하여 블록의 해시가 네트워크의 난이도 대상을 충족 할 때까지 Nonce를 조정합니다.
• 유효한 해시가 발견되면 광부는 새로운 블록을 네트워크로 방송합니다.
• 다른 노드는 이전 블록 해시의 정확성을 확인하는 것을 포함하여 블록의 유효성을 확인합니다.
• 유효성 검사 후 노드는 새로운 블록을 블록 체인 사본에 추가하여 체인을 확장합니다.

이 프로세스는 각각의 새로운 블록이 이전의 블록과 암호적으로 묶여있어서 끊임없는 시퀀스를 형성하도록합니다.

블록 연결 및 체인 무결성 확인

네트워크의 노드는 블록 간의 연결을 확인하여 블록 체인의 무결성을 지속적으로 검증합니다. 노드가 새 블록을 수신하면 여러 검사를 수행합니다. 새로운 블록의 이전 블록 해시가 로컬 체인의 마지막 블록의 실제 해시와 일치 함을 확인합니다. 또한 새로운 블록의 해시를 다시 계산하여 난이도 요구 사항을 충족시킵니다. 또한 노드는 블록 내의 모든 트랜잭션을 검증하고 머클 루트를 확인합니다. 이러한 점검이 실패하면 블록이 거부됩니다. 이 분산 검증 프로세스는 변조를 방지하고 네트워크 전체의 합의를 보장합니다. 가장 누적 된 작업 증명이있는 가장 긴 유효한 체인은 원장의 실제 버전으로 허용됩니다.

체인 스플릿 및 고아 블록 처리

때때로 두 명의 광부가 거의 동시에 작업 증명 퍼즐을 해결할 수있어 두 개의 유효한 블록이 방송됩니다. 이것은 네트워크의 다른 부분이 다른 블록을 최신 블록으로 받아들이는 임시 체인 스플릿을 만듭니다. 각 노드는 먼저받은 블록을 계속 구축합니다. 다음 블록이 가지 중 하나에서 채굴되면 타이가 해결됩니다. 더 누적 작업이있는 지점은 메인 체인이되고 다른 하나는 버려집니다. 더 짧은 체인의 블록은 고아 또는 오래된 블록이 됩니다. 메인 체인에 포함되지 않은이 블록의 트랜잭션은 재 처리를 위해 Mempool로 반환됩니다. 가장 긴 체인 규칙 에 대한 의존은 네트워크가 단일 동의 한 기록에서 수렴 할 수 있도록합니다.

자주 묻는 질문

블록이 하나 이상의 이전 블록을 참조 할 수 있습니까? 아니요, 표준 블록 체인의 각 블록은 이전 블록 해시 필드를 통해 정확히 하나의 이전 블록을 참조합니다. 이것은 선형 연대순 시퀀스를 만듭니다. DAGS (Directed Acyclic Graphs)와 같은 일부 대체 구조는 다수의 상위 참조를 허용하지만 Bitcoin 및 Ethereum과 같은 전통적인 블록 체인은 블록 당 단일 후진 링크를 유지합니다.

이전 블록 해시가 올바르지 않으면 어떻게됩니까? 블록에 잘못된 이전 블록 해시가 포함되어 있으면 유효성 검사 중에 노드가 거부됩니다. 기존 원장과의 연속성을 입증하지 못하기 때문에 블록은 체인에 추가되지 않습니다. 이 보호는 사기 또는 잘못 정렬 된 블록의 삽입을 방지합니다.

블록 링키지 메커니즘은 모든 암호 화폐에서 동일합니까? 대부분의 cryptocurrency는 유사한 해시 기반 체인 메커니즘을 사용하지만 세부 사항은 다를 수 있습니다. 예를 들어, Ethereum은 Keccak-256을 해싱 함수로 사용하는 반면, 일부 블록 체인은 스테이크 증명과 같은 다른 합의 메커니즘을 구현하는데, 이는 이전 블록을 참조하는 기본 아이디어는 일관성을 유지하지만 블록이 제안되고 검증되는 방법을 변경할 수 있습니다.

노드는 어떤 블록이 최신 블록인지 어떻게 알 수 있습니까? 노드는 가장 누적 된 작업 증명 (또는 POS 시스템에서 스테이크)으로 가장 긴 유효한 체인을 따라 최신 블록을 식별합니다. 이들은 동료로부터 지속적으로 업데이트를 받고 체인을 가장 높은 난이도와 일치시키기 위해 로컬 사본을 업데이트하여 네트워크 전체의 동기화를 보장합니다.