區塊鏈記錄交易如何？

了解區塊鏈的結構

區塊鍊是一個分散的數字分類帳，該分類賬由使用加密原理鏈接在一起的區塊組成。每個塊包含一組交易，一組時間戳，以及通過加密哈希進行對先前塊的引用。該結構確保數據完整性並防止篡改。前一個塊的哈希嵌入了當前塊中，形成了年代鏈。如果塊中的任何數據發生了變化，則其哈希改變，打破鏈條並使篡改明顯。這種相互聯繫的設計對於交易的牢固記錄至關重要。

塊標頭包括元數據，例如版本編號，時間戳，默克爾根，難度目標和NONCE。其中，默克爾根部通過總結塊中的所有交易來起著至關重要的作用。它是通過反复的哈希對直到單個哈希保留為止生成的。這允許對交易是否屬於特定塊的有效且安全的驗證。

網絡中的節點維護整個區塊鏈的副本。當發生新的交易時，它將廣播給所有參與的節點。這些節點在將其包含在新塊中之前，基於共識規則驗證交易。該分散的驗證過程可確保沒有任何一個實體控制分類帳。

交易啟動和傳播

當用戶啟動加密貨幣交易時，他們會使用其私鑰簽名以證明資金的所有權。該交易包括發件人的地址，收件人的地址，金額和數字簽名。這些數據通過節點在點對點網絡上廣播。

每個接收交易的節點都執行初步驗證：

• 驗證數字簽名以確認真實性
• 確保發件人有足夠的餘額
• 檢查雙支出嘗試
• 確認交易遵守網絡協議

經過驗證後，將交易放置在稱為Mempool （內存池）的池中，在那裡等待被礦工或驗證器接收。 Mempool充當未確認交易的持有區域。通常會優先考慮具有較高費用的交易，從而更快地將包含在一個塊中。

塊形成和採礦過程

礦工或驗證者從Mempool收集交易，並開始形成新的塊。他們根據費用激勵措施和規模限制選擇交易。選定的交易被組織到默克爾樹中，並將所得的默克爾根放在塊標頭中。

為了將區塊添加到區塊鏈中，礦工必須解決一個被稱為工作證明（POW）的計算密集型難題。這涉及反復將塊標頭帶有變化的非CE值，直到由此產生的哈希符合網絡的難度目標為止，它具有特定數量的領先零的哈希。

該過程需要實質性的計算能力和能量。一旦找到有效的哈希，礦工就會將新塊廣播到網絡。其他節點驗證：

• 工作解決方案證明
• 塊中所有交易的有效性
• 默克爾根的正確性
• 上一個塊哈希的一致性

如果塊通過了所有檢查，則節點將其附加到其區塊鏈的副本上。

共識機制和終結

共識機制確保所有節點都同意區塊鏈狀態。在Bitcoin等工作證明（POW）系統中，最長的有效鏈被接受為事實。節點自動拒絕不符合共識規則的塊。

為了證明以太坊後的股份（POS）系統，選擇驗證器根據其“股份”作為抵押品的加密貨幣的量來創建塊。驗證者提出並證明塊，當超級貢獻對塊的有效性達成共識時，達成共識。與POW相比，這減少了能耗。

當一個塊被充分埋在後續塊下時，交易終結就會發生。在POW中，通常認為六個確認（隨後的六個塊）被認為是安全的。在POS中，由於檢查點機制在某些證明後將塊鎖定在塊中，因此最終性可以更快。

不變性和安全功能

一旦交易包含在確認的塊中並添加了多個後續塊，更改它幾乎是不可能的。要更改交易，攻擊者將需要比網絡其餘部分更快地重新安裝目標塊和以下所有塊，這一壯舉需要網絡總計算能力的50％以上，稱為51％的攻擊。

加密散列可確保每個塊與其前身唯一綁定。即使是交易數據的微小變化也會產生完全不同的哈希，從而破壞了鏈條。數字簽名阻止未經授權的支出，因為只有正確的私鑰的持有人才能授權交易。

此外，公開密鑰密碼學允許任何人使用發件人的公鑰驗證交易真實性，而無需暴露敏感信息。權力下放，加密和共識的這種結合為記錄交易創造了一個高度安全的環境。

記錄的透明度和可訪問性

公共區塊鏈上的所有交易都是透明的，使用區塊鏈資源管理器的任何人都可以查看。每個交易都與錢包地址相關聯，而不是個人身份，提供化名。用戶可以追踪資金從一個地址到另一個地址的流動。

節點保持區塊鏈的完整副本，以確保冗餘和可用性。即使某些節點脫機，網絡仍在繼續運行。 Light客戶端可以通過依靠簡化的付款驗證（SPV）來訪問交易數據，而無需存儲整個鏈條，該驗證（SPV）使用塊標頭和默克爾證明。

這種透明度可以在保留權力下放的同時可審核。組織和個人可以在不依靠中央權威的情況下獨立驗證交易歷史記錄。

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常見問題解答

在添加到塊之前，如何驗證交易？交易使用加密方法通過節點驗證。每個節點都會檢查數字簽名，以確保發件人擁有資金，並通過審查過去的交易來確認發件人具有足夠的餘額，並確保交易沒有在之前花費（無需雙重支出）。只有在通過這些檢查之後才能將交易添加到MEMPOOL中，以將電位包含在一個塊中。

如果兩個礦工同時創建一個街區，會發生什麼？當兩個礦工同時廣播有效的塊時，網絡將臨時分成兩個鏈條。節點繼續在他們首先收到的塊上構建。最終，具有更累積的工作證明（更長鏈）的鏈條成為公認的版本。另一個塊變成了孤兒塊，其中未包含在獲勝鏈中的交易返回孟買。

可以逆轉記錄的交易嗎？不，一旦確認，區塊鏈上的交易是不可變的。沒有中央權力進行逆向交易。如果交易錯誤地發送，則恢復取決於收件人自願退還資金。這強調了發送前驗證地址和金額的重要性。

默克爾樹在交易記錄中扮演什麼角色？默克爾樹有效地總結了一個塊中的所有交易。通過遞歸哈希事務對，它會產生一個存儲在塊標頭中的單個默克爾根。這可以快速驗證特定交易是否是塊的一部分，而無需下載所有交易，增強可擴展性和安全性。