比特币区块链交易简单流程及解决方案（一）

比特币区块链交易简单流程及解决方案（一）

2022-03-05695

区块链的出现主要解决了传统中心化网络部署方式带来的诸多问题，包括：1）交易非公链挖矿，中心节点掌握分布式节点信息，子节点不掌握信息其他节点；2）系统的安全依赖于中心节点的安全。 中心节点存在道德风险，可利用大数据进行数据变现，存在隐私泄露风险； 3）系统的风险随着网络规模的扩大而增加； 4) 维护中心节点系统运行涉及较高成本等。

区块链起源于比特币，采用分布式部署P2P网络和同步更新的方式来解决上述问题：

1）在分布上，区块链的每个节点都持有每个节点的信息。 信息可以匿名，但交易是公开的，交易在系统中的认可取决于所有节点的共识原则。 规则对所有节点都是公平和强制的，因此，随着网络规模的扩大，系统风险降低；

2）在同步更新方面，由于每个节点都有过去所有交易的历史记录，每10分钟交易形成的相邻区块之间存在逻辑嵌套关系，随着时间的推移，交易增加，同步更新的链在每个节点中变得更长并且更难被篡改。

比特币“从0到1”完成了区块链的诞生，比特币区块链的交易过程简单

1）交易定义

公钥加密（Key）。 比特币区块链PKC目前为每个网络参与者提供了两把钥匙，一把为其他用户所知的公钥（相当于用户用户名），一把只有自己知道的私钥（相当于用户密码）。 )，任何拥有您的公钥的参与者都可以向您发送只有您可以阅读的加密消息。

使用私钥，发件人可以对加密消息进行数字签名，向收件人证明发件人是您自己。 KPC采用椭圆非对称加密技术，安全性强。 如何发送比特币？ 示例：A向比特币区块链网络发送一条或多条消息，A在消息中指定发送方和接收方的地址。 对于每个收件人地址，A 指定要发送的比特币数量。 A 使用消息中的私钥对消息进行数字签名，以向接收者证明其身份。 信息发出后，A等待比特币区块链网络对信息进行验证确认。

2）单节点交易验证

A的交易信息发出后，当比特币区块链网络中任意一个节点（矿工）上的机器接收到该信息后，开始做如下处理：检查机器本身是否处理过这笔交易（判断交易的唯一性）交易） ）; 检查交易涉及的地址是否合法有效； 检查数字签名以确保原始发件人是输入地址的合法有效所有者； 检查发送方的比特币是否已在其他地方花费； 检查发件人的比特币数量至少与收件人收到的比特币数量相同（输入>，任何差异都是手续费）。

如果上述检查没有问题，节点会将交易标记为有效，并将其列入“未确认交易”列表。 然后将信息广播给网络中的其他节点，网络中的节点开始对交易进行节点共识验证，并在网络中广播。 执行单点验证的矿工将获得一小部分比特币作为奖励。

3）添加区块，创建区块

交易由挖矿节点验证，验证成功后加入区块。 每个节点必须在十分钟内正确地为每笔交易打上时间戳并将其记录在最新的区块中，因此每个区块都包含过去十分钟内的所有交易。

4）节点共识验证

每个矿工节点需要通过解算算法来争夺过去十分钟区块的合法记账权购买比特币流程介绍，争取12.5个比特币的奖励（这个数额基本每四年减半，已经超过1600万个比特币）目前已挖出货币）。 如果一个矿工节点解决了十分钟问题，它会向全网公布其十分钟区块中记录的所有带时间戳的交易，并被全网其他矿工节点检查。

5）区块入链

全网其他矿工节点检查区块记账的正确性（因为它们同时也在加盖时间戳记账，但没有竞争过合法的区块记账权，所以没有奖励），它们如果没有错误，将在合法块中。 一个区块竞争下一个区块后购买比特币流程介绍，形成一个合法的记账区块单链，即区块链。

一般来说，每笔交易都要经过六次区块确认，即六次十分钟，共计六十分钟，才能最终在区块链上被认定为合法交易。

比特币区块链本身就是一个全球分布的数据库。 最大的特点是没有中心管理员，因此无法由一方控制，但同时又能做到交易传输数据的可信。

网络节点（节点）是矿工，负责承载网络传输任务，同时负责交易验证和信息记录存储。

个人用户、商家等可以通过钱包、交易所等方式介入比特币区块链网络，但不涉及区块链的交易验证和记录存储。

区块链核心技术之一：数学加密

比特币的所有权是通过数字密钥、比特币地址和数字签名来确认的，比特币钱包只包含密钥，不包含比特币。 由于每笔交易都需要有效的签名才能被处理和存储，因此拥有密钥就相当于拥有和控制账户中的比特币。

公钥和私钥以1对1的形式出现，公钥相当于用户名，私钥相当于密码，私钥是一个随机生成的数字。 公钥通过不可逆椭圆曲线加密函数计算，公​​钥通过哈希函数计算。 获取一个可以公开和共享的比特币地址。

区块链核心技术二：P2P网络

具有去中心化、抗攻击、辅助传输、弹性强等特点。

区块链第三项核心技术：区块链

挖矿过程（1/2）

挖矿由矿工型节点共同参与。 由于需要保证节点间的同步，添加新区块的速度不能太快。 因为每个区块后面只能跟一个区块，所以矿工只能在最新区块之后生成下一个区块。 因此，如果出块速度过快，会出现刚同步完一个块，下一个块准备基于它生成，其他节点生成新块的情况。 因此，比特币区块链白皮书协议中的设置，刻意让添加新区块变得困难——平均而言，全网每10分钟可以产生一个新区块。

需要说明的是，这个出块速度并不是白皮书硬性规定的，而是通过将海量计算作为有效Hash的前提，从而将出块时间控制在10分钟左右。

目标值（The）：

解密过程是每个矿工根据区块头（见“区块头”部分）所包含的叠加内容，放置一条随机数字链（Proof of Work），经过反复计算得出目标值。 矿工解密操作Hash的有效性与目标值密切相关。 只有小于目标值的哈希才有效，否则无效，必须重新计算。

每个区块头都包含一个难度系数()，决定了计算Hash的难度。 区块链协议规定目标值可以通过一个常数除以难度系数（=/）得到。 难度系数越大，目标值越小。 随着全网算力的提升，难度系数迅速上升。 比如第10000个区块的难度系数是14484.16，第504000个区块的难度系数已经上升到2227847638503.63。

为了保持十分钟的输出速率不变，比特币区块链白皮书中设计了难度系数的动态调整机制。 难度系数每两周调整一次（2016 个区块）。 如果在2周内，平均出块速度为8分钟，即比法定速度快20%，那么难度系数将增加20%； 如果平均生成速度为12分钟，则表示比法定速度慢 如果难度增加20%，难度系数会降低20%。

随机数：

随机数是一个只能使用一次的密码数。 如果矿工通过哈希运算产生了一个大于目标数的哈希值，则需要随机选择一个值重新计算，直到找到一个小于或等于目标数的哈希值。

整个过程更具体直接的讲解（三）挖矿过程（2/2）

Root是区块头中的Hash值，代表区块体中的所有交易。 在比特币区块链中，每笔交易产生后，都会被哈希成一段代码，广播给各个节点。 每个节点的区块可能包含数百到数千笔交易。 因此，为了节省存储空间，减少资源消耗，比特币区块链的设计原理采用了Tree机制，让这几百到几千笔交易的Hash值以两个为一组形成一个新的Hash值，并且它一直重复，直到生成最后一组Hash值，即最终的Hash值会记录在Block中，只有32 Bytes的大小。 该机制可以大大减少数据传输量和计算资源消耗。 验证时，只需要验证Tree的Root值即可。

分叉和六度认证

叉：

在区块链中，每个子块只有一个父块，但是当不同的矿工发现不同的块时（两个矿工同时求解算法并向全网广播），会出现临时有一个父块的情况许多子块称为叉子。 在任何一个区块中，第一个都没有转账地址，这就是所谓的（挖矿交易）区块链挖矿。 没有人为这笔钱付给矿工，矿工只是写道他已经获得了 12.5 个比特币。

如果所有节点都同意矿工的写作，矿工将获得挖矿收益。 不同的矿工在填块的时候，数据肯定是不一样的，因为每个矿工的第一项肯定是不一样的，矿工只会把挖矿收益转入自己的地址。 例如，矿工 A 的是“A 得到了 12.5 个比特币”，矿工 B 的是“B 得到了 12.5 个比特币”。

由于每个矿工的区块数据不同，解决问题的结果也不同。 都是正确答案，只是方块不同。 由于距离的原因，不同的矿工看到这两个区块的顺序。 通常，矿工会先复制他们看到的区块，然后在这个区块之后开始新的挖矿工作。

从分叉区块开始，由于不同的矿工遵循不同的区块，所以在两条不同的分叉链上的算力存在差异。 说的形象一点，两条链下的矿工数量是不一样的。 . 由于解决问题的能力与矿工数量成正比，因此两条链的增长速度也会不同。 随着时间的推移，一条链将永远比另一条长。 当矿工发现全网有一条更长的链时，他会放弃自己当前的链，复制所有新的更长的链，并在这条链的基础上继续挖矿。 所有矿工都这样操作，这条链成为主链，分叉弃链消失。

最终，网络中只有一条链会保留下来，成为真正的账本，其他所有子链都将失效。 交易区块扩展的区块“长度”越长（包括算力越强），被网络中其他节点更改或拒绝的可能性就越小。 一般来说，一笔交易只有经过6次确认后才会被最终记录下来，“Level 6”是比特币用户认可的最终确认级别。返回搜狐查看更多