区块链中的交易如何验证？验证过程需要多长时间？

区块链技术以其核心是分布式分类帐系统，可记录跨众多计算机的交易，从而通过加密方式确保透明度和安全性。区块链内交易的验证是一个关键过程，可维持整个网络的完整性和可信赖性。本文深入研究了如何验证区块链中的交易以及通常需要进行此验证过程的时间。

了解区块链交易验证

区块链中交易的验证是由节点网络促进的，该网络本质上是参与区块链网络的计算机。每个节点都维护区块链的副本，并在添加到分类帐之前协作以验证它们。该过程涉及多个关键步骤：

• 事务启动：用户通过将交易发送到区块链网络来启动交易。
• 交易广播：交易均广播到网络中的所有节点。
• 通过节点进行验证：每个节点都会验证事务以确保其有效。这涉及检查数字签名，发件人的余额，并确保交易遵守区块链规则。
• 包含在一个块中：一旦经过验证，交易将与其他交易分组为块。
• 共识机制：然后将区块进行共识机制，该机制取决于区块链。流行机制包括工作证明（POW）和股份证明（Poos）。
• 块添加：达成共识后，将块添加到区块链中，并将交易视为验证和完成。

工作证明（POW）和交易验证

在使用工作证明的区块链中，例如Bitcoin，矿工竞争解决复杂的数学难题。第一个解决难题的矿工将在区块链上添加新的交易块，并获得加密货币的奖励。这里的验证过程涉及：

• 交易验证：矿工验证拟议块中的交易。
• 解决难题：矿工试图解决密码拼图，这需要重要的计算能力。
• 块验证：一旦矿工解决了难题，该块将通过其他节点广播到网络以验证。
• 共识：如果大多数节点同意该块有效，则将添加到区块链中。

在POW系统中验证交易所需的时间可能会有很大差异。平均而言，每10分钟大约每10分钟添加一个新区块。但是，确认交易的实际时间可能更长，具体取决于网络拥塞和所需的确认数量。

股份证明（POS）和交易验证

相比之下，使用股份证明的区块链，例如以太坊2.0，根据其持有的硬币数量和愿意将“股份”作为抵押品选择验证器。 POS中的验证过程涉及：

• 验证器选择：根据其股权选择验证器。
• 事务验证：所选验证器验证所提出的块中的交易。
• 块创建：验证器创建一个新块并将其提出到网络。
• 共识：其他验证者检查块，如果他们同意其有效，则将其添加到区块链中。

POS系统中的验证时间比POW系统更快。例如，以太坊2.0的目的是在几秒钟到几分钟内处理交易，比Bitcoin的10分钟块时间快得多。

其他共识机制及其对验证的影响

除了POW和POS之外，其他共识机制（如授权的股份证明（DPO）和实用的拜占庭式容错（PBFT）也会影响交易验证时间。由EOS等区块链使用的DPO允许用户投票给少数负责验证交易的代表。这可能会导致非常快速的交易验证时间，通常在几秒钟内。

在某些企业区块链中使用的PBFT需要三分之二的节点才能就交易的有效性达成共识。这可能会导致更快的验证时间，通常在秒至分钟的范围内，具体取决于网络的大小和配置。

影响验证时间的因素

几个因素可能会影响交易在区块链中验证所需的时间：

• 网络拥塞：大量交易可能导致验证延迟。
• 交易费用：更高的费用可以激励矿工或验证者优先考虑交易，从而更快地验证。
• 区块链大小：由于需要增加的数据，较大的区块链可能需要更长的时间来处理和验证交易。
• 共识机制：共识机制的选择直接影响交易验证的速度。

事务验证时间的真实示例

为了提供更清晰的理解，让我们看一下不同区块链中交易验证时间的一些现实示例：

• Bitcoin（POW） ：交易通常需要大约10分钟才能包含在一个块中，但是为了提高安全性，用户经常等待多次确认，这可能需要一个小时或更长时间。
• 以太坊（POW，过渡到POS） ：在过渡到POS之前，以太坊交易花费了大约15秒钟的时间才能包含在一个区块中，但完全确认可能需要几分钟。
• 以太坊2.0（POS） ：过渡后，以太坊的目标是在几秒钟到几分钟内验证交易。
• EOS（DPO） ：EOS上的交易通常在几秒钟内进行验证。

常见问题

问：交易的验证时间可以受到用户的影响吗？

答：是的，用户可以通过调整交易费用来影响验证时间。更高的费用可以激励矿工或验证者优先考虑交易，从而更快地进行验证。

问：如果未验证交易会发生什么？

答：如果未验证事务，则不会将其添加到区块链中。该交易仍处于待处理状态，可能会重新广播到网络以进行另一次验证尝试。

问：更快的验证时间有任何风险吗？

答：更快的验证时间有时会导致安全性降低，因为节点可能会更少的时间检测和拒绝欺诈性交易。但是，这在很大程度上取决于特定的区块链及其共识机制。

问：确认数量如何影响交易的安全性？

答：更多的确认通常会提高交易的安全性。每个确认都会增加链条的另一个块，使攻击者更难更改交易。例如，在Bitcoin中，具有六个确认的交易被认为是高度安全的。