区块、链、区块高度

区块、链、区块高度


  钱包软件 Bitcoin Core 的数据同步过程要花好几天,现在我们先来了解区块链中最基础的三个概念。

  区块链(blockchain) 可以理解为互联网上的共享大账本,但要理解这个共享大账本的运作机制,则要面对更多的术语和原理,但也别担心,核心的概念并不太多,还是可以在较短的时间内入门的。

  这里不准备给出每个概念的准确的、学术上的定义,而是用身边熟悉的事物进行类比,尽量用简单的语言去解释区块链的背后原理。为了不把事情弄得更复杂,在这一篇里全指比特币的区块链,其它币种的区块链都会有所不同,放在后面介绍。

  区块链本身是一个复合词,可以分为两个简单的初中英文单词:区块 block、链 chain。

   区块 Block

  类比:账本盒。

  区块可以想像为会计人员的账本盒,里面装着一页一页的账单,假设每个账单为一页 A4

  纸,这个盒子大概能够装下 2000 页左右这种账单。

 

  每个区块都用一个唯一的、长长的字符串进行了编号(准确地讲叫区块哈希,在第 5.4 章会介绍 HASH 的概念),这个编号是根据里面的交易自动计算出来的,里面的交易发生细微的改变,这个编号就要发生显著的变化。

   链 Chain

  看到“链”大家本能地联想到了自行车上的链条,但这种类比不利于后面概念的理解。这里的链理解为链接(Link)更为准确,档案盒上要贴一张标签,上面记录着前一个区块的编号, 这样就把这些盒子链接在了一起。

  这种方式就保证了前面盒子(压在了底下的盒子)里的内容不能再修改了(详见第 3.5

  节的不可篡改性),因为里面的内容发生修改,编号就会变,链接关系就会被破坏。


  区块高度(Block Height)

  类比:账本盒的堆叠高度

 

  刚才说到把“链”想像成自行车链条不太合适,是因为马上联想到的是链条的长度,而区块链世界的准确术语是“区块高度”,你需要把区块链想像为堆叠在一起的账本盒,这样“区块高度”的概念就容易理解多了。

  最底层的那个账本盒(区块)称为创世区块(Genesis Block),计算机都是从 0 开始计数的,所以又叫做第 0 块,在第 2.4 章有更详细的解释。每叠加一块,高度增一,可以访问 ht

  tp://blockchain.info 这个网址查到当前最新的区块信息。


  小结:

  区块链是 blockchain 翻译而来的,看见“链”人们联想到的是长长的链条,它有长度的概念。但在区块链中,并不叫区块长度,而是区块高度,你可以把区块链理解为区块堆。

  创世区块,即第 0 块,位于最底层,然后每一块都堆叠在以前的区块之上,这样就比较好理解区块高度了。

  练习:

  打开 http://blockchain.info 网站的首页:

  我在 10 月 2 日更新此文时,最大的区块高度为 487874,里面许多链接都可以点击查看详情,后面介绍。

 创世区块

  2009 年 1 月 3 日 18:15:05,比特币的创始人中本聪(Satoshi Nakamoto) 挖出了比特币世界的首个区块——创世区块(Genesis Block),区块序号为 0。让我们来看看这个区块中记录着什么关键信息。

  打开这个网址:https://blockchain.info/tx/4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f

  76673e2cc77ab2127b7afdeda33b

 

  从上向下解释一下这笔交易的主要信息,有些内容看不懂也不要紧,等学完比特币地址、交易等其它几个概念后再回来看这段内容:

  1)4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b

  这串长长的十六进制数值是交易的 HASH 值,见第 5.4 节。

  2)没有输入

  创世区块是凭空产生的,上帝创造的,所以没有输入。见第 4 章中有关交易输入 vin 的说明。

  3)1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa

 比特币地址,1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa 是第一笔 50 BTC 的输出地址。以后每个区块新产生 50BTC,大概每四年新币数量减半(准备地说是每 210000

  个区块后,新币减半),在 2140 年达到极限值 2100 万个,参考第 3.2 节《稀缺性》。

  4)大小:204 字节

  整个区块占用 204 个字节。

  5)接收时间:2009-01-03 18:15:05

  这是格林威治时间 GMT 2009 年 1 月 3 日 18:15:05,换成北京时间为 2009 年 1 月 4 日 0

  2:15:05。

  6)显示交易脚本

  点击“显示交易脚本”,可以看到这笔交易的详细描述,中本聪在这笔交易中永久地记录了这样一句话:“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for bank

  s”,中文意思为“泰晤士报 2009 年 1 月 3 日,财政大臣第二次对处于崩溃边缘的银行进行紧急救助”。

  这句话正是泰晤士报(The Times)当天的头版文章标题。中本聪一方面留下了该区块是在

  2009 年 1 月 3 日之后创建的证据,同时也是对中心化银行系统的讥讽。

  从这个区块之后,大约每 10 分钟会产生一个新区块,区块一经产生,不可修改,最近的区块数据可通过访问 https://blockchain.info 随时查到。

  区块信息解读

  区块链的信息是公开的,任何一个区块的信息都可以查到,比如我们来一起看看区块高度为 469629 的详细信息,点击 https://blockchain.info/zh-cn/block-height/469629 这个链接,如

  下图所示。

  从下至上可以看懂这样几个数字,其它数字先不用管,还需要学习其它知识才能理解。

  1)新区块奖励:12.5 BTC

  创世区块的新区块奖励是 50 BTC,以后每挖出 210000 个区块(大约 4 年)后新币减半,

  2012 年 11 月 28 日第一次减半,为 25 BTC,2016 年 7 月 9 日 16:46:13,第二次减半,为 12.

  5 BTC,此时区块高度为 420000。下一次减半将在 2020 年,即只奖励 6.25 BTC。

  2)大小:998.11KB

  整个区块的大小控制在 1M 以内,比特币在刚产生时,交易非常少,一个区块才几 KB,当时 1M 容量足够用。而现在比特币交易上升速度非常快,1MB 空间不够用,造成交易拥堵,所以比特币扩容势在必行,只是扩容的技术方案上存在着许多争论,预计 2017 年 11 月见分晓。

  3)交易次数:1060

  这个区块内一共打包了 1060 笔交易记录。

  4)上一区块、下一区块

  每个区块可以链接到上一区块,一直可以追溯到创世区块。

  5)哈希值:00000000000000000142f3a65cb3e59cf0c5d8bda18af2011813f9db99e43e4d

  这就是当前区块的哈希值,点击哈希值,可以看到这个区块内所有交易的详细信息,如下图。

  


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