區塊鏈實際上是如何運作的？ （逐步解釋）

交易發起和驗證

1. 用戶通過使用私鑰簽名來發起交易，創建證明所有權和意圖的唯一數字簽名。

2. 簽名的交易被廣播到點對點網絡，節點接收該交易並將其臨時存儲在稱為內存池的內存池中。

3. 節點獨立驗證交易的有效性——檢查簽名是否正確、餘額是否充足、是否存在雙重支出以及是否遵守協議規則。

4. 無效交易立即丟棄；只有那些通過所有驗證檢查的人才有資格包含在下一個區塊中。

5. 這種去中心化的驗證確保沒有任何一個實體控制批准——每個節點都自主執行共識規則。

區塊形成與共識機制

1. 礦工或驗證者從內存池收集經過驗證的交易並將其組裝成候選區塊。

2. 每個塊包含前一個塊的加密哈希、時間戳、隨機數（在工作量證明中）以及所有交易的 Merkle 根。

3. 在工作量證明系統中，礦工們競相解決一個計算密集型難題——找到一個產生低於目標閾值的哈希值的隨機數。

4. 在權益證明系統中，驗證器是根據質押代幣數量和其他參數偽隨機選擇的，以提議和證明區塊。

5. 一旦達成共識——無論是通過最長鏈規則、最終性小工具還是投票協議——新的區塊就會被附加到所有誠實節點的鏈上。

數據不變性和加密鏈接

1. 每個塊的標頭都包含前一個塊標頭的 SHA-256 哈希值，形成不間斷的加密鏈。

2. 更改過去塊中的任何數據都會更改其哈希值，這會使每個後續塊的引用無效 - 需要重新計算所有後續哈希值。

3. 重建鏈需要在 PoW 中控制超過 50% 的網絡資源，或者在許多 PoS 變體中控制超過⅔的權益——這使得篡改在經濟和技術上都變得令人望而卻步。

4. Merkle 樹將交易集壓縮為單個根哈希，使輕量級客戶端能夠驗證特定交易的包含情況，而無需下載完整塊。

5.這種結構設計保證了一旦確認，交易隨著每一個額外的區塊而變得越來越難以逆轉。

節點參與和網絡同步

1. 全節點下載並驗證每個區塊和交易，維護賬本的完整副本並執行協議規則。

2. 輕節點依靠全節點來獲取標頭和證明，通過簡化支付驗證來交換存儲效率以減少信任假設。

3. 挖礦節點參與區塊生產，同時還執行驗證職責——儘管一些網絡明確地將這些角色分開。

4. 節點不斷交換庫存消息，請求丟失的區塊，並拒絕違反共識規則或缺乏足夠證據的分叉。

5.網絡範圍的同步通過八卦傳播有機地發生——沒有中央協調器指示狀態轉換。

常見問題和直接答案

問：交易進入內存池後可以刪除嗎？答：是的，如果長時間未確認，節點可能會由於內存限製而將其驅逐，或者在支持的情況下使用費用替換機制來替換它。

問：為什麼有些區塊鏈在考慮交易最終之前需要六次確認？答：六個區塊代表一個統計閾值，在標準 PoW 假設下，成功重組的概率降至 0.1% 以下。

問：所有區塊鏈都使用挖礦嗎？答：不會，許多現代鏈都使用權益證明、委託權益證明或拜占庭容錯共識等替代方案，而無需進行能源密集型計算。

問：區塊鏈真的是匿名的嗎？答：它是假名的——地址沒有固有的身份聯繫，但鏈上分析工具通常可以追踪流量並將地址與現實世界的實體關聯起來。