區塊鏈技術的工作原理：初學者的分步指南 [2022]

區塊鏈已被證明是一項革命性的技術，可以改變各個行業。 從字面意義上來說，它意味著一個區塊鏈。 借助區塊鏈，數字信息（例如金融交易）存儲在鏈中的單獨塊中。 強大的加密方法保護交易，共識算法維護網絡狀態，實現透明度。 該博客詳細介紹了區塊鏈的工作原理。

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了解區塊鏈的工作原理

對於這個博客和區塊鏈如何工作的簡化解釋，這裡是一個通過區塊鍊網絡進行交易的例子。 假設一個用戶，比如約翰，想向他的朋友艾米發送一些比特幣。 該交易以數字消息的形式廣播。 它具有分配給它的數字簽名。 這個數字簽名驗證交易是真實的。

接下來，該交易被廣播到對等網絡。 網絡的第一個節點接收它。 然後驗證交易並將其傳遞到網絡上的下一個比特幣節點。 每個節點在交易完成之前都會在網絡上進行驗證過程。 這確保只有有效的交易通過系統。

每個節點創建一個確認（mempool）池和未確認交易（transactional）池，並將交易向前傳播。 然後交易到達一個挖礦節點。 該節點收集、驗證和傳播新事務。 然後，礦工節點將交易聚合到候選塊中。

閱讀：區塊鏈中的密碼學：類型和應用

區塊鍊和挖礦節點

為了更好地理解區塊鍊是如何與挖礦/礦工節點相關的，假設另一個用戶 Michael 在該交易中作為礦工（挖礦節點）工作。 Michael 首先收集一個區塊中的所有交易，然後構造一個區塊頭。 挖礦節點填寫Version、Previous Block Hash、Merkel Root、Timestamp、Difficult Target、Nonce六個字段，構建區塊頭。 填寫完所有這些字段後，就可以開始區塊挖掘了。 下面來看看每個字段：

• 版本：大小 4 字節– 顯示塊的版本。
• 上一個塊哈希：大小 32 字節——它引用鏈上最後一個塊的哈希。
• 默克爾根：大小 32 字節——它是默克爾樹的區塊交易根的哈希值。
• 時間戳：大小 4 字節- 它顯示創建塊所需的大致時間。
• 難度目標：大小 4 字節——區塊的工作量證明算法難度目標。
• Nonce：大小 4 字節——用作工作量證明算法的計數器。

隨著區塊頭的完成，區塊挖掘過程開始。 挖礦旨在為 nonce 找到價值。 在找到滿足要求的 nonce 之前，需要測試數十億和數万億個 nonce 值。

下一步是找到使區塊有效的工作量證明算法的解決方案。 工作量證明是滿足交易要求並且容易被其他人驗證的數據。 Michael 的挖礦節點必須達到難度目標才能驗證區塊。 該塊包含以稱為“難度位”的符號表示的難度目標。

成功挖出一個區塊

區塊鏈如何工作的下一個是成功挖掘區塊。 Michael 擁有各種計算設備，它們可以快速並行運行 SHA-256 算法。 硬件接收塊頭，並以每秒數万億次隨機數開始測試。

一旦礦機找到解決方案，就會將其發送回挖礦節點，並立即將塊轉移給對等方。 一個新的塊被驗證和傳播，並由每個完整節點獨立驗證。 一旦新區塊被驗證，它就會通過將區塊連接到現有區塊鏈來組裝成一條鏈。 經過驗證，它成為區塊鏈的一部分。 該過程一直執行到整個事務完成為止。 然後艾米從約翰那裡收到比特幣。

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最後的想法

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