塊如何鏈接在一起？

了解區塊鏈的結構

區塊鍊是一個由一系列塊組成的分散的數字分類帳，每個分類賬都包含交易列表。連接這些塊的方式可確保數據完整性和不變性。每個塊包含必需組件：一個塊標頭，交易列表以及對先前塊的引用。塊標頭包括元數據，例如時間戳， nonce ， merkle root和先前的塊哈希。上一個塊哈希是前塊的加密指紋，它構成了鏈條鏈接的骨幹。該哈希是使用加密哈希函數（通常在Bitcoin的情況下的SHA-256）生成的，從而確保數據的較小變化也會導致完全不同的哈希。

加密哈希在塊鏈接中的作用

加密散列是如何牢固鏈接的基礎。每個塊都會發生一個散列過程，該過程產生了其內容獨特的固定長度字符串。創建一個新塊時，它包括其自己的標題內的緊密塊的哈希。這創建了親子關係，每個障礙物向後指向。如果有人試圖在較早的塊中更改交易，則該塊的哈希將會改變，使所有依賴原始哈希的後續塊無效。這迫使任何攻擊者都重新計入以下所有區塊，這在良好的區塊鏈中在計算上都是不可行的。鏈條的不變性直接源於該鏈接機制由加密哈希助力。

創世紀塊如何啟動鏈

任何區塊鏈中的第一個區塊都稱為創世區。與其他塊不同，它不會引用以前的塊，因為沒有先前的數據。其先前的塊哈希字段通常設置為零或預定義的常數。將創世紀塊硬編碼為使用區塊鏈的應用程序軟件。例如，在Bitcoin中，創世紀塊是由Nakamoto於2009年1月3日創建的，並包含以下信息：“ Times 03/Jan/2009 2009年第二次BaiLout的Bailout Brink Chancellor。”該塊用作所有其他塊擴展的錨點。隨後的每個塊將其血統追溯到這個不變的起點，從而增強了整個鏈的連續性和真實性。

添加新塊的逐步過程

• 一項新的交易是向網絡廣播，並由節點收集到未確認交易的Mempool （內存池）中。
• 礦工從MEMPOOL選擇交易，然後將其編譯成候選區塊。
• 礦工通過哈希的交易對計算默克爾根，直到保留單個哈希，該雜物包含在塊標頭中。
• 礦工檢索了區塊鏈中最新區塊的哈希，並將其插入新塊的標題中。
• 然後，礦工開始開始工作證明過程，調整NONCE，直到該塊的哈希達到網絡的難度目標為止。
• 一旦找到有效的哈希，礦工就會將新塊廣播到網絡。
• 其他節點驗證了塊的有效性，包括檢查上一個塊哈希的正確性。
• 驗證後，節點將新塊附加到其區塊鏈的副本上，從而擴展了鏈條。

此過程確保每個新塊在其之前與一個塊綁定，形成一個不間斷的序列。

驗證塊鏈接和鏈完整性

網絡中的節點通過驗證塊之間的鏈接連續驗證區塊鏈的完整性。當節點收到新塊時，它會執行幾個檢查。它證實了新塊中的先前塊哈希與本地鏈中最後一個塊的實際哈希相匹配。它還重新計算新塊的哈希，以確保它符合難度。此外，節點驗證了塊內的所有交易並檢查默克爾根。如果這些檢查中的任何一個都失敗了，則該塊將被拒絕。該分佈式驗證過程可防止篡改並確保整個網絡共識。最長的有效鏈，最積累的工作證明，被接受為分類帳的真實版本。

處理鏈條分裂和孤兒

有時，兩名礦工幾乎可以同時解決工作證明難題，從而導致兩個有效的塊被廣播。這創建了一個臨時的鏈條分開，其中網絡的不同部分接受不同的塊作為最新塊。每個節點繼續在首先收到的塊上構建。當下一個塊在其中一個分支上開採時，領帶就可以解決。具有更累積工作的分支變成了主鏈，另一個被放棄了。較短鏈上的塊成為孤立或陳舊的塊。這些塊中未包含在主鏈中的交易將返回到孟買進行重新處理。對最長的鏈條規則的依賴確保網絡在單一的商定歷史上收斂。

常見問題

塊引用可以多個以上的塊嗎？不，標準區塊鏈中的每個塊正好在上一個塊哈希字段中正好一個前一個塊。這會產生線性的時間順序序列。雖然某些替代結構（例如有向無環圖（DAG））允許多個父錄引用，但傳統的區塊鏈（例如Bitcoin和以太坊）每個塊保持單個向後鏈路。

如果先前的哈希不正確，會發生什麼？如果一個塊包含不正確的先前塊哈希，則節點在驗證期間會拒絕它。該塊不會添加到鏈條中，因為它無法證明與現有分類帳的連續性。這種保障阻止插入欺詐或未對準的塊。

在所有加密貨幣中，塊鏈接機制是否相同？大多數加密貨幣都使用類似的基於哈希的鍊式機制，但是細節可能會有所不同。例如，以太坊使用Keccak-256作為哈希功能，而某些區塊鏈實施了不同的共識機制，例如二手證明，這可能會改變提出和驗證的塊的方式，儘管引用先前區塊的基本思想仍然一致。

節點如何知道最新的塊？節點通過遵循最長的有效鏈，並具有最積累的工作證明（或在POS系統中的股份）來識別最新塊。他們不斷從同行中收到更新，並更新本地副本，以使鏈條與總數最高的困難相匹配，從而確保整個網絡的同步。