区块链技术是如何工作的？

区块链技术是互联网3.0或互联网协议。它是通过各种技术的结合来实现的，并且正在逐渐掀起一场革命。据我们所知，它可能会改变很多业务场景，但要理解这些内容并不那么容易。所以下面的内容让你知道区块链是如何运作的。1什么是区块链技术？2区块链是如何工作的？2.1独立验证交易2.2已验证交易汇总2.3挖掘块(mining) 2.4多分支处理3如果黑客试图破解系统会怎样？

1什么是区块链技术？

区块链是一个分布式数据库，记录分散不可变，其中的交易通过强加密算法保护，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。这项技术在1991年首次被描述，其目的是为数字内容添加时间戳，以避免回滚任何记录。然而，这项技术的真正潜力是在中本聪用它创造数字加密货币“比特币”时实现的。

2区块链是如何工作的？

我们通过区块链网简单交易的例子来了解区块链：

如果詹姆斯给他的朋友凯文发5BTC，现在交易是以数字信息的形式广播的。数字信息有唯一的签名，类似于你的签名提供文档所有权，数字签名证明交易是真实的。现在，这个生成的事务被广播到P2P网络。

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P2P网络传播交易。假设网络中的节点A首先接收事务。2.1独立验证交易节点A在将每笔比特币交易发送给邻居之前，都会对其进行验证。

系统只保证有效的事务在网络中传播，而无效的事务在第一个接收到它们的节点被过滤掉。每个节点根据标准的长度确认每笔交易。2.2汇总已核实的交易。矿工采矿产生新的区块，这些事务保存到区块中。最终计算结果由工作负载(POW)验证算法显示。

自动确认收到的每笔交易。在分摊事务之前，每个节点都会做一个有效的(但未确认的)事务池，称为事务池、内存池或mempool。事务由挖掘节点像其他节点一样收集、验证，然后中继。与其他节点不同，挖掘器将这些事务收集到候选块中。下面的例子将更好地理解交易过程。假设安迪是一名矿工。(挖掘节点维护区块链的本地副本，这些副本是自2009年比特币系统开始以来创建的所有块的列表)

现在，安迪需要在接收到所有进入块的交易后构建块头。这一步对于理解区块链是如何运作的很重要。构建块头结构构建块头，矿工节点需要填写以下六个字段

一旦安迪的节点填写了块头中的所有字段，安迪就开始挖掘块。2.3开采区块(Mining)当区块头和其他所有字段都填写完毕后，开始开采该区块。它的目标是为nonce找到一个值，这样块蓑衣网小编2022头的散列就小于难度目标。矿工节点需要在数十亿或数万亿的随机值中找到满足要求的随机数。现在安迪的节点已经建立了一个候选块，就该安迪的挖矿机来“挖掘”这个块，找到POW算法的解决方案，让这个块有效。电力工作被证明是一个昂贵和费时数据，难以产生，但当其他人满足某些需要时，很容易核实。寻找谜题——为什么很难？SHA-256是单向函数，暴力(破解)是获得特定产值的唯一途径。一般需要大量的随机猜测才能找到解，平均需要10分钟左右才能找到最终解。为了维持可预测的硬币分配，当更多的人参与猜测时，猜测变得越来越难，难题也会越来越难解决。现在使用工作证明POW算法验证区块，安迪的挖矿节点必须达到难度目标。

我们来看看难度是如何体现的。 难度描述该模块包含一个难度目标，称为“难度位”或仅称为“位”。假设该块以0x1903a30c为难度位。表达方式会以系数/指标的形式表达难度目标，前两位十六进制数(19)为指标，后六位十六进制数(03a30c)为系数。根据上面的表达方式，计算难度目标的公式如下：因此，安迪的挖矿节点达不到的难度系数，就很难达到难度目标。让我们看看接下来会发生什么。成功挖块Andy有几个硬件挖矿设备，每个设备都以极快的速度并行运行SHA256算法。安迪的图形桌面版本的挖掘节点将块头传输到他的挖掘硬件，该硬件每秒生成数万亿个随机数。当挖掘区块需要大约11分钟时，其中一个硬件矿机找到解决方案，并将其发送回挖掘节点。然后Andy的挖掘节点将该块发送给所有对等节点接收，然后验证并传播新块。现在安迪挖的块正在网络中扩散，每个完整的节点都会独立验证这个块。在比特币的共识机制中，每个新块都由网络上的每个节点独立验证，从而确保只有有效的块才会在网络上传播。节点根据一系列必须满足的标准来检查和验证数据块。组装并选择区块链。一旦节点验证了新的块，它将尝试通过将该块连接到现有的区块链来组装新的区块链

。在上图所示的网络中，一旦节点(橙色)验证了该块，它将通过将该块连接到现有的区块链来组装它以形成新的区块链。一旦该块被网络验证，它就成为区块链的一部分，并成功地解决该块的装配。挖掘该区块的矿工将获得奖励。矿工的奖励因为矿工用自己宝贵的资源去验证这个区块，会得到金钱奖励。以比特币为例，他们获得一些新创造的比特币作为奖励。问题出现了，当多个块被验证为有效时会发生什么？是的，确实有可能！在这种情况下，有多个分支。2.4多分支机构处理尽管问题很严重，但在多个区块链中同时有几个分支机构是可能的。在这种情况下，存在的每个节点应该在它们接收的第一个块的顶部之后简单地构建块

其他节点可能已经以不同的顺序接收了这些块。他们将第一次收到它们来建造积木

当有人解决下一个积木时，领导者的积木将被摧毁，但这很少重复发生。在这种情况下，区块链会很快稳定下来。一般规则是每个节点切换到最长可用的

区块链迅速稳定。每个节点与总账的当前状态一致。

到目前为止，共识规则处理模棱两可的情况，并最终保存在区块链网络中。现在又有一个问题。如果有人试图更改系统中的任何交易或记录，会发生什么情况？3如果黑客试图破解系统会怎么样？一旦该块被破解，加密的散列输出就成为该块的标识符。

因为区块链记录了向后链接的分布式数据库。当形成一个块时，密码散列输出将成为该块的标识符，该标识符与下一个块相关联，从而创建一个区块链。

因此，区块链受强大的加密算法保护，任何记录都不能被更改。如果有人试图改变任何块中的任何事务，该块的散列将会改变，它之前的块的散列也将改变。这一套环环相扣的操作导致节点无法达成共识，所以欺诈很容易被察觉。