区块链：2比特币 核心数据结构

Posted 2021-05-20 DonquixoteXXXXX

区块链：2、比特币 核心数据结构

区块、地址和交易是比特币的三种基本数据结构。
之所以需要这些特定的数据结构，是因为比特币被设计成一种分布式数字货币。
所有基于比特币的加密货币,无论是它的直系货币（例如 Namecoin、Litecoin、Zcash）还是仅仅以它为基础的货币（例如 Ethereum)，都是有一些小修改的核心数据结构的变体。

一、区块

区块是由区块头和区块体两部分构成，是组成区块链的基本单元,区块是一种被包含在公开账簿( 区块链)中的聚合了交易信息的容器数据结构,由一个包含元数据的区块头和紧跟其后，构成区块主体的一长串交易组成。

一个区块的大小限制在1MB以内，以防止资源浪费和受到攻击，区块头的大小被固定为80个字节，平均每个交易是250字节，平均每个区块至少包含了超过500个交易，所以一个包含有所有交易的完整区块，比区块头的1000倍还要大。

货币的当前状态由链中区块的顺序表示。它们代表所有已执行交易的分类账本，其中交易根据他们发生在区块中的位置顺序处理。

1、区块头

区块头记录了版本号、上一个区块的哈希地址、梅克尔树根值、区块创建时间戳。
区块的工作量难度目标以及用于计算目标的参数值

2、区块体

记录了区块存储交易数量以及交易数据

3、创世区块

在2008年中本聪在《比特币白皮书》中提出的，创造了世界上第一个区块，即创世区块，自此“创世区块”这个名词就诞生了。创世区块是区块链中所有区块的鼻祖，这就意味着对任意一条区块链上的区块进行追溯,都能找到其起始点——创世区块。

除了创世区块外，每个区块中都保留了上一个区块的哈希地址(这是区块与创世区块的唯一区别标识) ，通过应用上一个区块的哈希地址,区块之间形成了链式的关系，从而形成了区块链。

二、地址

在最基本的层面上，比特币地址与许多其他加密货币的地址一样，都是公钥的加密哈希值。因此，每个地址实际上是由公共部分和私有部分组成：
公共部分是地址，可以比作普通网上银行中的账户;
私有部分是相应的密钥，可以比作从普通储蓄账户中提取资金所需的密码或者签名。
地址可以由任何人生成，就像生成公钥/私钥对一样。这允许每一个人通过发布公共地址来接受比特币，而无需深入了解比特币协议本身或者共识机制。

三、交易

交易用于将货币单位从一-个地址转移到另一个地址。它们可以由拥有货币单位的任何实体(即比特币)创建。
比特币中的交易由一个或多个输人和一个或多个输出组成。输入通过提供有效的加密签名来解锁先前的输出。因此，输人用作证据，即先前接收比特币的相应比特币地址的持有者也拥有所需的私钥。私钥生成解锁资金的签名，然后才可以使用资金,即转移到另一个比特币地址。

参考文献

[1]Aljosha Judmayer.Nicholas Stifter.Katharina Krombholz.Edgar Weippl.著.魏珺洁.程国建.译.区块链比特币、加密货币及其共识机制入门技术及应用.机械工业出版社
[2]周高华.马林森.区块链：新时代的重构革命.地震出版社