區塊鏈中的“鏈”是如何形成的？

區塊鏈的鏈條形式是按時間順序連接的塊；每個塊都包含上一個塊的加密哈希，從而確保數據完整性並防止通過不變的鏈接篡改。礦工驗證交易並添加塊，並因共識機製而略有變化。

2025/03/18 02:31

要點：

• 區塊鏈的“鏈”是通過按時間順序連接在一起的。
• 每個塊包含上一個塊的加密哈希，創建了一個不變的鏈。
• 此鏈接過程可確保數據完整性並防止篡改。
• 礦工在驗證交易並為鏈中添加新的塊中起著至關重要的作用。
• 鏈形成的特定機制略有不同，取決於所使用的共識機制（工作證明，驗證證明等）。

區塊鏈中的“鏈”是如何形成的？

術語“區塊鏈”本身暗示了基本結構：一系列塊。但是，這條鏈究竟是如何形成的呢？這是一個涉及多個關鍵步驟的過程，均圍繞著密碼安全和共識機制。核心想法是按時間順序鏈接在一起，以使更改過去數據變得極為困難（即使不是不可能）的方式。

了解此過程需要掌握塊的概念。每個塊充當容器，存儲一批經過驗證的交易。這些交易可能是加密貨幣轉移，智能合約執行或與特定區塊鏈相關的其他數據。至關重要的是，每個塊都包含上一個塊的加密哈希。

此加密哈希是上一個塊數據的獨特數字指紋。對上一個塊的任何更改，無論多麼小，都會大大改變其哈希，從而使其與當前塊不相容。這種固有的鏈接是創建“鏈”的原因。如果有人試圖改變過去的交易，那麼隨後的哈希將變得無效，立即揭示了篡改。

在鏈條中添加新塊的過程不是自動的。它涉及驗證和共識的過程，具體取決於特定區塊鏈的機制。在像比特幣這樣的工作證明（POW）系統中，礦工競爭解決複雜的加密難題。第一個解決難題的礦工將在鏈條中添加下一個塊，從而獲得加密貨幣的獎勵。

在驗證證明（POS）系統中，根據其持有的加密貨幣量選擇驗證器。然後，這些驗證者參與了驗證和添加新塊的過程，其選擇的可能性與其股份成正比。兩種方法都確保添加一個塊需要明顯的計算能力或固定的加密貨幣，從而阻止惡意參與者。

使用的加密哈希功能起著至關重要的作用。這些功能被設計為單向；從輸入數據中計算哈希很容易，但是在計算上不可行以扭轉過程並從哈希中找到原始數據。這樣可以確保鏈的完整性。

除了通過哈希通過基本鏈接的基本聯繫之外，其他因素還有助於鏈的安全性。其中包括區塊鏈在許多節點（計算機）中的分佈，使其對單個失敗或攻擊具有抵抗力。大多數區塊鏈的分散性質可防止任何單一實體控制鍊或改變其歷史記錄。

區塊鏈的形成是一個連續的過程。隨著新交易的驗證，它們將分組為塊，這些塊被添加到鏈條中。這種正在進行的過程可確保區塊鏈仍然是交易的最新和防篡改記錄。該鏈的安全性和可靠性對於整個加密貨幣系統的功能至關重要。

在不同的區塊鏈平台上，將塊添加到鏈中的特定細節可能會略有不同。但是，在所有區塊鏈實現中，使用加密哈希按時間順序連接塊的基本原理仍然一致。這為定義區塊鏈技術的不變性和安全性奠定了基礎。

常見問題：

問：什麼是加密哈希？

答：加密哈希是一個單向函數，它將任何輸入數據轉換為固定尺寸的字符串（hash）。即使輸入數據的微小變化也會大大改變輸出哈希。這使得從哈希（Hash）中逆轉原始數據非常困難，這對於安全性至關重要。

問：區塊鏈如何防止雙重支出？

答：鏈結構可以防止雙重支出，因為每筆交易都記錄在公眾，分佈式分類帳中。一旦將事務添加到一個塊並將該塊添加到鏈條中，幾乎不可能逆轉或更改它。塊的加密鏈接可確保可以立即檢測到兩次花費相同的加密貨幣的任何嘗試。

問：如果礦工添加欺詐性塊會發生什麼？

答：如果礦工試圖添加欺詐性塊（例如，一個包含雙支出交易），則網絡中的其他節點將拒絕。網絡共識機制可確保僅將有效塊添加到主鏈中。一個欺詐性的塊可能會暫時出現在較小的替代鏈中，但是隨著越來越多的礦工為其添加塊，合法鏈將很快被合法的鏈條所取代。

問：鏈的安全性如何保持？

答：鏈的安全性依賴於幾個因素：加密哈希算法，共識機制（POW或POS），區塊鏈跨許多節點的分佈性質以及攻擊網絡所需的計算能力。這些因素的結合使損害區塊鏈的完整性變得極其困難和昂貴。

問：區塊鏈可以被打破嗎？

答：雖然非常安全，但區塊鏈並非堅不可摧。從理論上講，足夠強大的攻擊者可以潛在地控製網絡計算能力的50％以上（在POW系統中）或股份（在POS系統中），並試圖重寫鏈條。但是，這將需要大量的資源，對於大多數已建立的區塊鏈而言，這是極不可能的。