區塊鏈的區塊

1. 區塊鏈技術中的區塊包含了哪些

重慶金窩窩分析區塊鏈技術中區塊包含的內容：
一般區塊的結構分為區塊頭和區塊體兩部分。
區塊頭包含了每個區塊自身的身份識別信息，其中最為重要的一個信息是頭哈希值，它和下一個區塊的父哈希值是完全一致的，由此實現相鄰兩個區塊的串聯，最終得到一條有序連接的區塊鏈。通過區塊鏈中的任意區塊，都可以追溯這個區塊之前或之後的所有區塊。

2. 區塊鏈是什麼意思

區塊鏈（Blockchain）嚴格的定義是指通過基於密碼學技術設計的共識機制方式，在對等網路中多個節點共同維護一個持續增長，由時間戳和有序記錄數據塊所構建的鏈式列表賬本的分布式資料庫技術。該技術方案讓參與系統中的任意多個節點，把一段時間系統內全部信息交流的數據，通過密碼學演算法計算和記錄到一個數據塊（block），並且生成該數據塊的指紋用於鏈接（chain）下個數據塊和校驗，系統所有參與節點來共同認定記錄是否為真。

區塊鏈是一種類似於NoSQL（非關系型資料庫）這樣的技術解決方案統稱，並不是某種特定技術，能夠通過很多編程語言和架構來實現區塊鏈技術。並且實現區塊鏈的方式種類也有很多，目前常見的包括POW（Proof of Work，工作量證明），POS（Proof of Stake，權益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權證明機制）等。

區塊鏈的概念首次在論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）》中提出，作者為自稱中本聰（Satoshi Nakamoto）的個人（或團體）。因此可以把比特幣看成區塊鏈的首個在金融支付領域中的應用。

【通俗解釋】

無論多大的系統或者多小的網站，一般在它背後都有資料庫。那麼這個資料庫由誰來維護？在一般情況下，誰負責運營這個網路或者系統，那麼就由誰來進行維護。如果是微信資料庫肯定是騰訊團隊維護，淘寶的資料庫就是阿里的團隊在維護。大家一定認為這種方式是天經地義的，但是區塊鏈技術卻不是這樣。

如果我們把資料庫想像成是一個賬本：比如支付寶就是很典型的賬本，任何數據的改變就是記賬型的。資料庫的維護我們可以認為是很簡單的記賬方式。在區塊鏈的世界也是這樣，區塊鏈系統中的每一個人都有機會參與記賬。系統會在一段時間內，可能選擇十秒鍾內，也可能十分鍾，選出這段時間記賬最快最好的人，由這個人來記賬，他會把這段時間資料庫的變化和賬本的變化記在一個區塊（block）中，我們可以把這個區塊想像成一頁紙上，系統在確認記錄正確後，會把過去賬本的數據指紋鏈接（chain）這張紙上，然後把這張紙發給整個系統裡面其他的所有人。然後周而復始，系統會尋找下一個記賬又快又好的人，而系統中的其他所有人都會獲得整個賬本的副本。這也就意味著這個系統每一個人都有一模一樣的賬本，這種技術，我們就稱之為區塊鏈技術（Blockchain），也稱為分布式賬本技術。

由於每個人（計算機）都有一模一樣的賬本，並且每個人（計算機）都有著完全相等的權利，因此不會由於單個人（計算機）失去聯系或宕機，而導致整個系統崩潰。既然有一模一樣的賬本，就意味著所有的數據都是公開透明的，每一個人可以看到每一個賬戶上到底有什麼數字變化。它非常有趣的特性就是，其中的數據無法篡改。因為系統會自動比較，會認為相同數量最多的賬本是真的賬本，少部分和別人數量不一樣的賬本是虛假的賬本。在這種情況下，任何人篡改自己的賬本是沒有任何意義的，因為除非你能夠篡改整個系統裡面大部分節點。如果整個系統節點只有五個、十個節點也許還容易做到，但是如果有上萬個甚至上十萬個，並且還分布在互聯網上的任何角落，除非某個人能控制世界上大多數的電腦，否則不太可能篡改這樣大型的區塊鏈。

【要素】

結合區塊鏈的定義，我們認為必須具有如下四點要素才能被稱為公開區塊鏈技術，如果只具有前3點要素，我們將認為其為私有區塊鏈技術（私有鏈）。

1、點對點的對等網路（權力對等、物理點對點連接）

2、可驗證的數據結構（可驗證的PKC體系，不可篡改資料庫）

3、分布式的共識機制（解決拜占庭將軍問題，解決雙重支付）

4、納什均衡的博弈設計（合作是演化穩定的策略）

【特性】

結合定義區塊鏈的定義，區塊鏈會現實出四個主要的特性：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集體維護（Collectively maintain）、可靠資料庫（Reliable Database）。並且由四個特性會引申出另外2個特性：開源（Open Source）、隱私保護（Anonymity）。如果一個系統不具備這些特徵，將不能視其為基於區塊鏈技術的應用。

去中心化（Decentralized）：整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構，任意節點之間的權利和義務都是均等的，且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。因此也可以認為區塊鏈系統具有極好的健壯性。

去信任（Trustless）：參與整個系統中的每個節點之間進行數據交換是無需互相信任的，整個系統的運作規則是公開透明的，所有的數據內容也是公開的，因此在系統指定的規則范圍和時間范圍內，節點之間是不能也無法欺騙其它節點。

集體維護（Collectively maintain）：系統中的數據塊由整個系統中所有具有維護功能的節點來共同維護的，而這些具有維護功能的節點是任何人都可以參與的。

可靠資料庫（Reliable Database）：整個系統將通過分資料庫的形式，讓每個參與節點都能獲得一份完整資料庫的拷貝。除非能夠同時控制整個系統中超過51%的節點，否則單個節點上對資料庫的修改是無效的，也無法影響其他節點上的數據內容。因此參與系統中的節點越多和計算能力越強，該系統中的數據安全性越高。

開源（Open Source）：由於整個系統的運作規則必須是公開透明的，所以對於程序而言，整個系統必定會是開源的。

隱私保護（Anonymity）：由於節點和節點之間是無需互相信任的，因此節點和節點之間無需公開身份，在系統中的每個參與的節點的隱私都是受到保護的。

3. 區塊鏈中的區塊是通過什麼連接的

專家介紹，區塊鏈可以通俗地被理解為一個分布式的公共賬本，這個賬本由各個區塊連成一個鏈條。在傳統記賬系統中，記賬權掌握在中心伺服器手中。

而在區塊鏈這個「賬本」上，鏈條上的每一個點都能在上面記錄信息，構成點對點的記賬系統。因此，區塊鏈技術被認為是一種去中心化的技術。

比如，在一個100人的村莊，張三向李四買了一頭牛，向他支付1萬元。過去，他要依靠中間人趙六，才能將自己的1萬元轉給李四。

而有了區塊鏈系統，張三可以直接將自己的1萬元記到李四的賬本上，同時交易信息會傳到全村，也就是整個區塊鏈系統，使其他98個人也能看到信息。由系統記錄整個交易過程，具有可溯源優勢，防止趙六賬本丟失或李四不認賬等問題。

(3)區塊鏈的區塊擴展閱讀

2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念，在隨後的幾年中，區塊鏈成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分：作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網路和分布式時間戳伺服器，區塊鏈資料庫能夠進行自主管理。

為比特幣而發明的區塊鏈使它成為第一個解決重復消費問題的數字貨幣。比特幣的設計已經成為其他應用程序的靈感來源。

4. 區塊鏈的"區塊"是何含義

「區塊鏈，就相當於這個賬本，區塊就相當於這個賬本的一頁，區塊中所承載的信息，就是這一頁上記載的交易內容。區塊鏈是一塊一塊的，每一塊寫滿了交易記錄，連在一起成了一條鏈就是區塊鏈。」

以比特幣為例，大約每十分鍾就行一次「算力競賽」來競爭這個記賬的權利。就好比說，你的算力牛逼，算得多，就像肌肉更結實，更會打，大家都服你，讓你來記這個帳，即向區塊鏈這個總賬本寫入一個區塊（注意不是區塊里的內容）的權利。不過需要說明的一點是，計算能力只能決定贏得競爭的概率。就好比說，一共有若干張彩票，算力多的可以買更多張提高中獎概率，然而買得多的人，也不一定最後就中獎了

區塊鏈即為一個個用這樣的計算力保障的數據塊鏈條。從第一塊開始，每一個區塊依照一定規則收集數據，然後將這些數據附上一個值，使得形成的數據塊經過類似的單向函數計算後的結果落到一定范圍內。通過估算全網的算力以及控制結果范圍的大小，來保障符合要求數據塊在足夠長的時間內才能被找到。這個計算結果會被下一個區塊包含，而這樣形成的鏈式數據結構則稱為區塊鏈。

每一個小賬本被稱為區塊，每一個不同的區塊鏈協議（產生不同的加密貨幣）都會規定每一個區塊的大小（最初比特幣為1M）賬本組成區塊，區塊構成鏈表，區塊的頭包含前一塊的哈希值，這就是區塊鏈。如此一來，任何人就不能隨意修改其中的內容，或者交換順序。如果你這么做，意味著你需要重新計算所有的特殊數字。

規定，允許世界上的每一個人建造區塊。每一個新建區塊的人（找到了這個特殊數字 - SHA256值有30個零）都能獲得獎勵，對於新建區塊的這部分人（礦工）來說：

1.沒有發送者信息，不需要簽名

2.每一個新區塊都會給整個幣種增加新的虛擬（加密）貨幣

3.新建區塊的過程又被稱為「挖礦」：需要大量工作量並且可以向整個經濟體注入新的貨幣

4.挖礦的工作是：接受交易信息，建造區塊，把區塊廣播出去，然後得到新的錢作為獎勵

對每個礦工來說，每個區塊就像一個小彩票，所有人都在拚命快速猜數字，直到有一個幸運兒找到了一個特殊數字，使得整個區塊的哈希值開頭有許多個零，就能得到獎勵。我記得有一個知乎答主給了一個形象的比喻，區塊鏈就像一個擁有貌美如花女兒（區塊）的國王，有很多的青年翹首以盼，而國王的方法是出了一道很難得題目讓所有的青年計算（學習改變人生），誰算的快（在計算哈希值過程也可能是運氣好）就能抱得美人歸

對於想用這個系統來收付款的用戶來說，他們不需要收聽所有的交易，而只要收聽礦工們廣播出來的區塊，然後更新到自己保存的區塊鏈中就可以了

「區塊」也可以想像為一個盒子，區塊里放著一些數字貨幣以及一張小紙條，小紙條上記錄了這十分鍾內產生的那唯一一筆交易信息， 比如說——「小A轉賬給了小B100元」；當然，這段信息肯定是被加密處理過的，為的就是保證只有小A和小B（通過他們手上的鑰匙）才有能力解讀裡面真正的內容。

這個神奇的區塊被創造出來之後，很快被埋在了地底下，至於埋在哪裡？沒有一個人不知道，需要所有計算機節點一起參與進來掘地三尺後才有可能找到（找到一個有效的工作量證明）。顯然，這是一件工作量巨大、成果隨機的事件。但是呢，對於計算機節點來說，一旦從地底下挖出這個區塊，他將獲得區塊內價值不菲的數字貨幣，以及「小A轉賬給了小B100元」過程中小A所支付的小費。同時，對於這個節點來說，也只有他才有權利真正記錄小紙條里的內容，這是一份榮耀，而其他節點相當於只能使用它的復製品，一個已經沒有數字貨幣加持的副本。當然這個神奇的區塊還有一些其他很特別的地方，

可以將計算機節點從地底下挖出區塊的過程叫做「挖礦」，剛才說了，這是一件工作量巨大、運氣成分較多、但收益豐厚的事兒。來自中國上海浦東新區張衡路上的一個節點突然跳出來很興奮的說：「 我挖到區塊了！裡面的小紙條都是有效的！獎勵歸我！」 。雖然此刻張衡路節點已經拿到了數字貨幣，但對於其他計算機節點來說，因為這裡面還涉及到其他一些利益瓜葛，他們不會選擇默認相信張衡路節點所說的話；基於陌生節點彼此不信任的原則，他們拿過張衡路節點所謂挖到的區塊（副本），開始校驗區塊內的小紙條信息是否真實有效等等。在區塊鏈世界裡，節點們正是通過校驗小紙條信息的准確性，或間接或直接判斷成功挖出區塊的節點是否撒謊。（如何定義小紙條信息真實有效，後面會講解，這里暫不做贅述）。在校驗過程中，各個節點們會直接通過下面兩個行為表達自己對張衡路節點的認同（准確無誤）和態度：停止已經進行了一半甚至80%的挖礦進程；將張衡路節點成功挖出的區塊（副本）追加到自己區塊鏈的末尾。你可以稍微有點困惑：停止可能已經執行了80%的挖礦行為，那之前80%的工作不是就白做了嘛？！然後，區塊鏈的末尾又是個什麼鬼東西？對於第一個困惑。我想說，你說的一點沒錯，但是沒辦法，現實就是這么殘酷，即便工作做了80%，那也得放棄，這80%的工作勞苦幾乎可以視為無用功，絕對的傷財勞眾。第二個困惑，區塊鏈和區塊鏈的末尾是什麼鬼？這里因為事先並沒有講清楚，但是你可以簡單想像一下：區塊是周期性不斷的產生和不斷的被挖出來，一個計算機節點可能事先已經執行了N次「從別人手上拿過區塊 -> 校驗小紙條有效性」的流程，肯定在自己的節點上早已經存放了N個區塊，這些區塊會按照時間順序整齊的一字排列成為一個鏈狀。沒錯，這個鏈條，就是你一直以來認為的那個區塊鏈。如果你還是不能夠理解，沒關系，文章後面還會有很多次機會深入研究。

進入到區塊內更微觀的世界裡一探究竟，看看小紙條到底是怎麼一回事，它的產生以及它終其一生的使命：發起交易的時候，發起人會收到一張小紙條，他需要將交易記錄比如說「盜盜轉賬給張三40元」寫在紙上。說來也神奇，當寫完的那一剎那，在小紙條的背面會自動將這段交易記錄格式化成至少包含了「輸入值」和「輸出值」這兩個重要欄位；「輸入值」用於記錄數字貨幣的有效來源，「輸出值」記錄著數字貨幣發往的對象。剛剛創建的小紙條立馬被標記成為「未確認」的小紙條。從地下成功挖出區塊並最終連接到區塊鏈里的小紙條一開始會被標記為「有效」。若這條有效的小紙條作為其他交易的輸入值被使用，那麼，這個有效的小紙條很快會被標記為「無效」。因為各種原因，區塊從鏈上斷開、丟棄，曾經這個區塊內被標記為「有效」的小紙條會被重新標記為「未確認」。區塊鏈裡面沒有賬戶余額的概念，你真正擁有的數字資產實際上是一段交易信息；通過簡單的加減法運算獲知你數字錢包里的余額。上面的1、2、3僅僅作為結論一開始強行灌輸給你的知識點，其中有幾個描述可能會有點繞，讓你覺得雲里霧里，只有了解整體區塊鏈你才能更全面認知其中奧妙。

區塊容量，比特幣從被創建時，或者說源代碼中規定了，區塊容量是1M。最初設計成1M的原因一方面，防止DOS攻擊。另一方面，當年中本聰在創建區塊鏈的時候的容量是32M，但是他通過一個說明為」Clear up「這樣毫不起眼的Commit把區塊容量改成了1M，為防止區塊鏈體積增長過快，為區塊容量這個問題添加了些神秘色彩。1M的容量意味著比特幣最大的處理交易數量在約2400（486882區塊1034.39的大小很接近了）。

區塊鏈說白了，就是一個分布式的記賬的一個小本本，用來記賬的一個工具，並且基於密碼學加密學的技術鋪墊，一旦數據交易記錄在區塊鏈這個本本上了，數據是不可篡改和抵賴的。互聯網是價值的傳遞，那區塊鏈呢就是信任的傳遞。在區塊鏈技術作為信用背書的前提下，區塊鏈中的各節點從各自單一的中心變為多方參與的統一多中心，不需要第三方機構的參與便可實現交易傳遞，效率提高。

5. 區塊鏈技術中的區塊包含的內容是什麼

金窩窩分析區塊鏈技術中的區塊包含的內容如下：
區塊頭（Head）：記錄當前區塊的特徵值
區塊體（Body）：實際數據