区块链中的区块结构

引言

区块是区块链的基本组成部分，是区块链网络中不可篡改的记录，包含经过验证的交易集合以及与先前区块的加密连接。区块链中的每个区块都充当一个数字容器，永久保存所有与交易相关的数据。发生新交易时，它们会被处理并组合成区块。在网络验证了这些交易后，区块将被密封并加密连接到先前的区块。这样就建立了一个链，其中更改一个区块的内容会影响其他区块。

如何在区块链中识别区块？

某些区块链会为每个区块分配一个值，称为区块高度。这是区块在链上的顺序号，例如区块 1、区块 2，依此类推。其他区块链可能使用称为区块头、账本头或其他十六进制数字的唯一数字。

1. 区块是一个安全的数字容器，其中存储着经过验证的交易数据和其他在链中其他区块的链接。
2. 哈希是从区块内容和前一个区块的哈希生成的一个唯一标识符。该哈希按正确的顺序记录链中的区块。
3. 当网络创建新区块时，它必须首先验证现有区块及其内容。
4. 虽然区块构成了加密货币网络的基础，但它们也被用于许多其他应用，例如智能合约、数字身份管理和供应链跟踪。

创建区块链所需时间？

区块链网络创建区块所需的时间差异很大。以太坊每隔几秒钟就生成一个新区块，而比特币平均需要大约十分钟才能完成每个区块。

为什么不同的区块链具有不同的区块大小？

一个影响网络可访问性和性能的重要设计决策是区块大小限制。虽然较大的区块可以处理更多交易，但它们也会占用更多的带宽和存储空间，这可能会使个人运行节点更加困难。较小的区块更容易处理和验证，从而限制了网络的交易容量。

区块链中区块的工作原理

活跃的区块链网络一直在处理新交易。这些交易被组织成区块，而区块是区块链网络的基本构建块。每个区块的目的是安全地存储信息。为了更好地解释它们是什么以及它们如何工作，我们将使用数字账本页面图像。在每一页中，有两个主要组成部分。

1. 一个包含关键信息的头部，类似于页面的顶部。
2. 一个包含该期间所有交易的列表，这是页面的主要内容。

区块的批准和添加到链中有两种主要方式。

• 工作量证明 (PoW)： 这是比特币使用的方法，它需要计算工作来解决越来越复杂的加密难题。
• 权益证明 (PoS)： 为了参与验证区块并赚钱，验证者会质押加密货币，这相当于交纳保证金。

在这些两种系统中，区块的工作原理如下：

1. 比特币和其他 PoW 系统

类似于摘要卡，头部包含以下信息：

• 正在使用的系统版本。
• 指向前一页的链接（通过哈希，一个唯一的代码）。
• 一个时间戳，指示页面的创建日期。
• 对创建此页面时遇到的挑战的技术解释。
• Nonce 是一个唯一的数字，表示该页面是通过努力创建的。

正文仅枚举在此期间发生的所有金融交易。为了将新页面添加到此账本，某人（称为矿工）必须解开一个谜题。在找到合适的数字之前，矿工们会通过尝试不同的 Nonce 来竞争。在尝试了所有可行的数字但未能解决问题后，他们会进行微小的调整并再次开始猜测。

2. 以太坊和其他 PoS 系统

头部包含相似的基本信息。

1. 当前版本。
2. 对先前区块的引用。
3. 时间戳。
4. 选定的验证者列表。
5. 他们的签名，证明他们验证了该区块。

为了添加新区块，会根据其质押金额（类似于保证金）选择验证者。没有需要解决的难题，因为选定的验证者会共同审查交易并批准该区块。一旦区块被接受，它就成为链的永久组成部分，在任何系统中都无法更改或删除。

注意：比特币和其他工作量证明 (PoW) 系统的能源消耗巨大，因为解决其复杂的加密难题通常需要大型数据中心的全部算力。尽管估计有所不同，但美国挖矿操作用于创建新比特币的能源量相当于波兰的能源量。

区块链和区块的应用

区块链吸引了大量的关注和投资，但其广泛应用受到基本技术和财务问题的阻碍。在评估其潜在应用的众多说法时，理解这些内在限制至关重要。在继续之前，注意到这个常见的区别很有用。

• 公有链： 任何人都可以无需许可地访问区块及其数据。
• 私有链： 区块中的数据只能由经过验证的用户访问，例如当企业使用区块链处理客户金融交易时。

从那里，专家们，以下是 区块链 不断发展的应用的类别。

1. 区块链 1.0： 区块链的初始用途是创建像 比特币 这样的虚拟货币。
2. 区块链 2.0： 类似于以太坊区块链网络的出现，允许在其平台上运行智能合约及相关应用程序。
3. 区块链 3.0： 这指的是区块链在社会中的更广泛应用，范围涵盖治理、医疗保健和教育。

结论

区块链技术依赖于区块，这些区块充当交易数据的安全数字存储单元。区块链系统构建在通过 PoW 或 PoS 等共识机制和仔细的加密链接创建的不可篡改记录之上。尽管可扩展性三难困境和技术困难继续构成限制，但区块的基本架构仍然为去中心化记录保存的潜在应用提供了基础。