区块链技术的工作原理：初学者的分步指南 [2022]

区块链已被证明是一项革命性的技术，可以改变各个行业。 从字面意义上来说，它意味着一个区块链。 借助区块链，数字信息（例如金融交易）存储在链中的单独块中。 强大的加密方法保护交易，共识算法维护网络状态，实现透明度。 该博客详细介绍了区块链的工作原理。

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了解区块链的工作原理

对于这个博客和区块链如何工作的简化解释，这里是一个通过区块链网络进行交易的例子。 假设一个用户，比如约翰，想向他的朋友艾米发送一些比特币。 该交易以数字消息的形式广播。 它具有分配给它的数字签名。 这个数字签名验证交易是真实的。

接下来，该交易被广播到对等网络。 网络的第一个节点接收它。 然后验证交易并将其传递到网络上的下一个比特币节点。 每个节点在交易完成之前都会在网络上进行验证过程。 这确保只有有效的交易通过系统。

每个节点创建一个确认（mempool）池和未确认交易（transactional）池，并将交易向前传播。 然后交易到达一个挖矿节点。 该节点收集、验证和传播新事务。 然后，矿工节点将交易聚合到候选块中。

阅读：区块链中的密码学：类型和应用

区块链和挖矿节点

为了更好地理解区块链是如何与挖矿/矿工节点相关的，假设另一个用户 Michael 在该交易中作为矿工（挖矿节点）工作。 Michael 首先收集一个区块中的所有交易，然后构造一个区块头。 挖矿节点填写Version、Previous Block Hash、Merkel Root、Timestamp、Difficult Target、Nonce六个字段，构建区块头。 填写完所有这些字段后，就可以开始区块挖掘了。 下面来看看每个字段：

• 版本：大小 4 字节– 显示块的版本。
• 上一个块哈希：大小 32 字节——它引用链上最后一个块的哈希。
• 默克尔根：大小 32 字节——它是默克尔树的区块交易根的哈希值。
• 时间戳：大小 4 字节- 它显示创建块所需的大致时间。
• 难度目标：大小 4 字节——区块的工作量证明算法难度目标。
• Nonce：大小 4 字节——用作工作量证明算法的计数器。

随着区块头的完成，区块挖掘过程开始。 挖矿旨在为 nonce 找到价值。 在找到满足要求的 nonce 之前，需要测试数十亿和数万亿个 nonce 值。

下一步是找到使区块有效的工作量证明算法的解决方案。 工作量证明是满足交易要求并且容易被其他人验证的数据。 Michael 的挖矿节点必须达到难度目标才能验证区块。 该块包含以称为“难度位”的符号表示的难度目标。

成功挖出一个区块

区块链如何工作的下一个是成功挖掘区块。 Michael 拥有各种计算设备，它们可以快速并行运行 SHA-256 算法。 硬件接收块头，并以每秒数万亿次随机数开始测试。

一旦矿机找到解决方案，就会将其发送回挖矿节点，并立即将块转移给对等方。 一个新的块被验证和传播，并由每个完整节点独立验证。 一旦新区块被验证，它就会通过将区块连接到现有区块链来组装成一条链。 经过验证，它成为区块链的一部分。 该过程一直执行到整个事务完成为止。 然后艾米从约翰那里收到比特币。

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最后的想法

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