以比特币为例，了解区块链的工作流程？

定义和原理定义

区块链技术本身仍在快速发展，相关规范和标准有待进一步成熟。

最早公认的关于区块链的描述性文献是中本聪撰写的《比特币：一种点对点的电子现金系统》，但该文献主要关注比特币系统，并没有明确提出区块链这一术语。其中，区块和链被描述为用于记录比特币交易账本历史的数据结构。

另外，在里面给出的定义中，区块链类似于分布式数据库技术。通过维护数据块的链式结构请简述比特币系统的运行过程，可以保持数据的持续下降和防篡改记录。

作者认为对区块链的讨论可以从狭隘和广义的角度来看待。

狭义的区块链是以区块为基本单元的链式数据结构。区块中使用数字摘要来验证之前的交易历史，适用于分布式账本场景中的防篡改和可扩展性。需要

广义的区块链也指基于区块链结构的分布式记账技术，包括分布式共识、隐私和安全保护、点对点通信技术、网络合约、智能合约等。

提前申请

1990 年 8 月，Stuart Haber 和 W. Scott（一个 1984 年从 AT&T 分离出来的研究机构）在论文“How to Time-Stamp a Digital”中提出了一种链式结构来解决防篡改问题，其中新生成的时间证明需要包含前一个证明的哈希值。这可以说是最早的区块链结构原型。

中本聪的比特币论文采用类似于区块链结构的机制来记录提交历史。

区块链结构最早的大规模应用出现在2009年初启动的比特币项目中。在没有中心化管理的情况下，比特币网络持续稳定，支持海量交易记录，从未出现过严重漏洞，吸引了很多关注。广泛关注。这些都与区块链结构本身的强验证特性密切相关。

基本

区块链的基本原理并不复杂。我们先来看三个基本概念：

如果将区块链系统用作状态机，则每笔交易都意味着状态变化；生成的区块是参与者交易导致状态改变的结果。共识。

区块链的目标是实现数据记录的分布式账本，只允许增加，不允许删除。账本的底层结构是一个线性阵列。链表由一系列“块”（如下图）组成，前一个块的哈希值记录在下一个块中。通过估计哈希值可以快速检查一个块（以及块中的交易）是否合法。网络中的节点可以提议添加一个新区块，但该区块必须经过共识机制的确认。

以比特币为例，了解区块链的工作流程

具体以比特币网络为例，看看区块链技术是如何使用的。

首先请简述比特币系统的运行过程，用户通过比特币客户端发起交易，消息被广播到比特币网络进行确认。网络中的节点将收到的等待确认的交易请求打包在一起，并加上前一个区块头的哈希值等信息，形成区块结构。然后，尝试在区块中找一个nonce字符串（随机字符串），使区块结构的hash结果满足一定的条件（比如大于某个值）。这种估计随机数串的过程通常称为“挖掘”。找到 nonce 字符串需要一些估计能力。

一旦节点找到满足比特币原则论文的随机数字符串，该块在格式上是“合法的”并成为候选块。节点在网络中广播它。其他节点收到候选区块并验证后，会将该区块识别为新的合法区块，并将其添加到自己维护的本地区块链结构中。当大多数节点都接受了该块时，意味着该块被网络接受并且该块中包含的交易被确认。

这里有两个关键步骤，一个是完成一批交易的共识（创建一个合法的区块结构）；另一种是在链结构中降低一个新的区块，并被网络标识识别，以确保它以后不能被篡改。当然，在实现中还会有很多额外的细节。

中本聪的比特币论文 It is Proof of Work (PoW)。这是因为没有已知的快速启发式算法可以使哈希结果满足一定的条件，并且只能对随机数值进行一次暴力估计。尝试次数越多（越努力），计算出的几率就越高。

通过调整对哈希结果的约束，比特币网络平均控制约 10 分钟形成一个合法区块。节点计算区块将获得管理费和区块内所有交易的合同规定奖励费（目前为 12.5 BTC，每四年减半）。

读者可能担心任何人都可以加入比特币网络。如果网络中存在恶意节点，是否可以进行恶意操作篡改区块链中的记录，从而破坏整个比特币网络系统。例如，最简单的情况是故意不识别他人生成的合法候选区块，或者干脆拒绝其他节点的交易请求。

事实上，由于比特币网络中的维护节点数量众多（估计有数千个），而且大部分都是功能性的，所以默认只允许看到最长的链结构。只要网络中一半以上的节点不提前串通作恶，最长的链就有很大的概率成为最终的合法链。而且随着时间的推移，这个概率会越来越大。例如，在生成 6 个区块后，即使有一半的节点联手颠覆确认结果，概率也只有 (1/2)^6 ≈ 1.6% 的论文比特币的原理，即低至1 /60的机会。10个区块后，概率会下降到1000分之一以下。

当然，如果全网的大部分节点联手作恶，就会导致整个系统无法正常工作。这样做往往意味着付出巨大的代价，往往超过作恶所得的利润。