比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
我們回到兩個(gè)人轉(zhuǎn)賬交易的過(guò)程中，去理解比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
我發(fā)起一筆交易，即我向整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)廣播，我和你兩個(gè)人想進(jìn)行這筆交易：我向你的地址中轉(zhuǎn)入一筆比特幣，無(wú)須你的許可。
但只有當(dāng)這筆交易被打包進(jìn)最新的比特幣區(qū)塊中時(shí)，這筆交易才真正完成。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)在一筆交易所在的區(qū)塊之后又增加 5 個(gè)區(qū)塊，即包括它自己在內(nèi)一共經(jīng)過(guò) 6 次確認(rèn)時(shí)，這筆交易可認(rèn)為被完全確認(rèn)。按比特幣每個(gè)區(qū)塊的確認(rèn)時(shí)間 10 分鐘估算，即一筆交易最終確認(rèn)要經(jīng)過(guò)約 1 小時(shí)。
這里包括了兩步：一是交易被打包進(jìn)候選區(qū)塊，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以按規(guī)則生成不同的候選區(qū)塊;二是節(jié)點(diǎn)挖礦成功，候選區(qū)塊被成功地加到區(qū)塊鏈的尾部，成為最新的正式區(qū)塊。
那么，把一筆交易打包進(jìn)區(qū)塊是什么意思呢?這涉及區(qū)塊鏈最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這也是它不可篡改的基礎(chǔ)。
以下討論可能略顯枯燥，但卻是認(rèn)識(shí)比特幣與區(qū)塊鏈的最基礎(chǔ)的知識(shí)，我盡量以通俗的語(yǔ)言來(lái)解釋。
區(qū)塊鏈之所以被稱為 blockchain，是因?yàn)樗臄?shù)據(jù)塊以鏈狀的形式存儲(chǔ)著。從第一個(gè)區(qū)塊即所謂的創(chuàng)世區(qū)塊開(kāi)始，新增的區(qū)塊不斷地被連到上一個(gè)區(qū)塊的后面，形成一條鏈條。
每個(gè)區(qū)塊由兩個(gè)部分組成——區(qū)塊頭部和區(qū)塊數(shù)據(jù)。其中，區(qū)塊頭部中有一個(gè)哈希指針指向上一個(gè)區(qū)塊，這個(gè)哈希指針包含前一個(gè)數(shù)據(jù)塊的哈希值。哈希值可以被看成是數(shù)據(jù)塊的指紋，即在后一個(gè)區(qū)塊的頭部中均存儲(chǔ)有上一個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)的指紋。如果上一個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)被篡改了，那么數(shù)據(jù)和指紋就對(duì)不上號(hào)，篡改行為就被發(fā)現(xiàn)了。要改變一個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)，對(duì)其后的每個(gè)區(qū)塊都必須相應(yīng)地進(jìn)行修改。
比特幣區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)有一種機(jī)制讓這種修改難以發(fā)生，我們稍后在談到“工作量證明”和“比特幣挖礦”時(shí)再詳細(xì)討論。
一個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)是被打包進(jìn)這個(gè)區(qū)塊的一系列交易。這些交易按照既定的規(guī)則被打包形成特定的二叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——梅克爾樹(shù)(Merkle trees)。按目前的比特幣區(qū)塊的大小，一個(gè)區(qū)塊中能容納的交易數(shù)量在 2000 個(gè)左右，比如在第 526957 個(gè)區(qū)塊中容納了 1804 個(gè)交易。
可通過(guò)如下網(wǎng)站查看比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)信息：https://blockchain.info/。
比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包括兩種哈希指針，它們均是不可篡改特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。一個(gè)是形成“區(qū)塊+鏈”(block+chain)的鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是哈希指針形成的梅克爾樹(shù)(見(jiàn)圖 1)。鏈狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得對(duì)某一區(qū)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)的修改很容易被發(fā)現(xiàn);梅克爾樹(shù)的結(jié)構(gòu)起類似作用，使得對(duì)其中的任何交易數(shù)據(jù)的修改很容易被發(fā)現(xiàn)。
圖1：比特幣區(qū)塊鏈的“區(qū)塊鏈”與梅克爾樹(shù)
以上就是比特幣區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于比特幣,區(qū)塊鏈的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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