Web3知识120问第4篇：区块链里的“区块”指什么？.docx

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1、Web3知识120问第4篇区块链里的“区块”指什么?众所周知，区块链是一个按照时间顺序，将数据区块以顺序相连的方式组合成的 链式结构。链式结构很好理解，就是链条的样式。但是很多人不知道的是，这个“区块”到底是什么？这个所谓的“区块”里，包括哪些东西呢？链式结构今天，识链大学就给大家剖析一下区块链的数据结构，以及区块内部所包含的信 息资料。一、区块头与区块体区块本身是由两个结构组成，分别是：区块头和区块体。上半部分是区块头，包 括版本号、时间戳、难度目标、随机数、前一个区块的哈希值、默克尔根等信息。 而下半部分就是区块体，囊括了这个区块内的所有交易信息和相关的哈希值。如 果不太明白，可以看下面的

2、图：区块头区块主体默克尔根 (32)c? 区块内所有交易散标的统一哈希值HASH （ hash 1 &2 + hash 3&4 ）hash （ 1&2）hash （ 3&4）hash （交易 1 ）Hhash （交易 2）hash （交易 3），hash （交易 4）二、区块主体与默克尔树现在，我们先从区块体说起，这个比较简单。在区块链上，大概每几分钟就会诞 生一个新区块，例如比特币网络是10分钟左右。那么，这10分钟内产生的所 有转账、交易信息(转账人、接收人、转账金额等)，都会被打包到一个区块主 体里，这就构成了一个区块体。但是还没结束，这些交易信息，实际上是以哈希值的形式存在，就是图中的

3、hasho 所谓哈希值，就是一串数字和字母的组合。这个组合，是将一段文字或者信息,通过哈希算法的形式加密而成的。举例来说，识别大学内部有一个秘密是“识链大学的校长是老王“。这个信息，老王并不希望别人知道，于是通过SHA-256这个哈希算法，将这段信息进行加密 之后，就变成了u64ded2e5d6a6f1e08af96de4c4292cf9eab7ca85fd2921f671f4105b4b2fedf8,5, 这串字符就是哈希值了。同理，在区块链里，某个时间段内所有人的转账信息都会通过哈希算法被计算出 哈希值。因为如果不计算的话，资料太多，区块装不下。但是就算是变成哈希值， 依然还是很多。那就再

4、继续算，哈希值两两组合，得出下一个哈希值。再两两组 合计算，最后得到一个终极哈希值，这个哈希值就叫默克尔根（Merkle）。这种 两两计算的方式，组成了一种结构，就是默克尔树（Merkle）的结构。三、区块头的结构和区块体相比的话，区块头包含的内容就复杂的多了，毕竟是头嘛。就区块头里 面的结构，识链大学给大家一一介绍。1、版本号：就是这个区块的版本，也叫“区块高度”。创世区块的版本号是0, 下一个区块的版本号就是1,以此类推，多一个区块就加个1。例如ETH2.0是在 区块高度15537393的时候完成合并。这个“15537393”就是该区块的版本号。2、时间戳：前面说过，区块链是按照时间顺序排

5、序的。所以，每个区块生成的 时候，都会在里面标注好时间，会精确到秒。有了这个时间戳，才能确定好顺序。这个时间，也是链上时间，以供用户查询。3、难度目标：区块链系统自动调整的挖矿难度。以比特币网络为例，刚开始挖 矿的时候,大家用电脑都能挖矿。后来随着挖矿的人越来越多，难度也越拉越大。为什么难度大？因为比特币网络设定了一种机制：大约每10分钟要生成一个区 块。如果难度不变，挖矿的人越来越多，那么区块生成时间就会变少，这就乱套 了。所以，比特币网络会在2周左右，根据全网的算力情况调整一次难度。4、随机数：区块链网络随机生成的一串字符，但是没人知道是什么，只能靠猜。谁猜出来，谁就能获得奖励。所谓的“猜

6、”，就是利用挖矿设备去进行哈希碰撞， 简单来说就是一串串字符去试。试出来了，就成功了。现在有的挖矿设备，大概 每秒可以试14万亿次，也就是每秒进行14万亿次的哈希碰撞。理论上，你试的 次数越多，成功的几率越大。5、前一区块的哈希值：前一个区块，对当前这个区块来说就是“父区块”。为什 么区块链不可篡改？就是因为每一个区块都包含前一个区块的哈希值。如果有一 个信息改了，那么此后每个区块的哈希值都要重新计算,这几乎是不可能实现的。6、默克尔根：这个就是刚才提到的，由区块主体计算得出的哈希值。描述字段版本父区块哈希值默克尔根时间戳难度目标区块版本号区块链中上一个区块的哈希值该区块中交易的merkle树

7、根的哈希值该区块产生的时间该区块工作量证明算法的难度目标至此，区块头和区块体的信息就介绍完全。当所有的信息都明确之后，整个区块 会再进行一次哈希计算，得到一个哈希值，放到下一个区块里，这个哈希值就是 所谓的“父区块哈希值” 了。从设计角度来，区块体和区块头的紧密连接，区块头和父子区块的前后配合，各个节点环环相扣，实现了一个坚不可摧的链条。对区块链研究的越深，越能体会到它的强大之处，各种巧妙的思想让人叹为观止。如果你想学习更多的区块链知识，可以持续关注我们。Web3知识120问是由识链大学出品的Web3科普系列文章,致力用 120篇轻松易懂的文章解释抽象的Web3概念,帮助大家清楚理解Web3, 辩析Web3o