区块链技术是如何工作的？初学者循序渐进的教学

2021-12-20

区块链技术是互联网 3.0 或互联网协议。 它通过多种技术的结合实现，并逐渐掀起一场革命。 据我们目前所知，它有可能改变许多业务场景比特币是如何进行交易验证，但并不那么容易理解。 那么接下来的内容会让你了解区块链是如何工作的。

1 什么是区块链技术？

区块链是一个具有去中心化不可变记录的分布式数据库，其中交易受到强大的加密算法保护，网络状态通过共识算法维护。 简而言之，区块链是由许多信息块组成的链。 该技术于 1991 年首次被描述，其目的是为数字内容添加时间戳以避免任何记录回滚。 然而，当中本聪使用它创建数字加密货币“比特币”时，这项技术的真正潜力才得以实现。

2 区块链是如何运作的？

让我们通过区块链网络上的一个简单交易的例子来了解区块链：

如果 James 转而将 5BTC 发送给他的朋友 Kevin。 交易现在作为数字消息广播。

数字信息具有唯一签名，就像您的签名提供文件所有权一样，数字签名证明交易是真实的。 现在这个生成的交易被广播到 P2P 网络。

P2P网络点差交易

假设网络中的节点 A 是第一个收到交易的。

2.1 独立验证的交易

节点 A 将在将每笔比特币交易发送给其邻居之前对其进行验证。

系统只保证有效的交易在网络中传播，而无效的交易在第一个接收到它们的节点被过滤掉。 每个节点根据标准长度确认每笔交易。

2.2 汇总经过验证的交易

通过矿工挖矿产生新的区块，并将这些交易保存在区块中，并通过工作量（POW）验证算法展示最终的计算结果。

现在，在收到区块中的所有交易后，Andy 需要构建区块头。 现在这一步对于理解区块链的工作原理很重要。

构建块头结构

矿工节点构建区块头需要填写以下六个字段

一旦 Andy 的节点将所有字段填充到块头中，Andy 就开始挖掘该块。

2.3 挖区块（挖矿）

POW 工作量证明是一种昂贵、耗时的数据，很难生成，但在满足某些要求时很容易被其他人验证。

寻找谜题 - 为什么很难？

为了保持硬币的可预测分布，当更多的人参与猜测时，猜测的难度会越来越大，谜题也会越来越难解。

现在，要使用工作量证明算法验证区块，Andy 的挖矿节点必须满足难度目标。

让我们看看困难是如何表现出来的。

难度说明

组装和选择区块链

一旦节点验证了新区块，它就会尝试通过将区块连接到现有区块链来组装新区块链

在上面显示的网络中，一旦节点（橙色）验证了区块，它就会通过将区块连接到现有区块链来组装一个新的区块链。

一旦区块被网络验证，它就成为区块链的一部分比特币是如何进行交易验证，并成功解决区块组装问题，挖出区块的矿工将获得奖励。

矿工奖励

是的，确实有可能！ 在这种情况下，存在多个分支。

2.4 多分支处理

区块链迅速稳定下来。 每个节点都与账本的当前状态一致。

至此，共识规则会处理模棱两可的情况，最终保存在区块链网络中

现在出现另一个问题，如果有人试图更改系统中的任何交易或记录会怎样？

3 如果黑客试图破解系统会怎样？

一旦一个块被验证，加密的散列输出就成为该块的标识符。

由于区块链记录是反向链接的分布式数据库。 当一个块形成时，加密哈希输出成为块的标识符，它链接到下一个块，创建区块链。

因此区块链受到强大的加密算法保护，任何记录都无法更改。

如果有人试图更改任何区块中的任何交易，则该区块的哈希值将发生变化，并且它之前的区块的哈希值也会发生变化。 这套链上操作导致节点无法达成共识，因此欺诈行为很容易被检测到。