区块链数据的基本组成包括什么?
一、区块
区块作为区块链的基本结构单元,由包含元数据的区块头和包含交易数据的区块主体构成。
区块头包含三组元数据:
1. 用于连接前面的区块、索引自父区块哈希值的数据;
2. 挖矿难度、Nonce(随机数,用于工作量证明算法的计数器)、时间戳;
3. 能够总结并快速归纳校验区块中所有交易数据的Merkle(默克尔)树根数据。
区块链系统大约每10分钟会创建一个区块,其中包含了这段时间里全网范围内发生的所有交易。每个区块中也包含了前一个区块的ID(识别码),这使得每个区块都能找到其前一个节点,这样一直倒推就形成了一条完整的交易链条。从诞生之初到运行至今,全网随之形成了一条唯一的主区块链。
二、哈希算法
哈希算法是区块链中保证交易信息不被篡改的单向密码机制。哈希算法接收一段明文后,以一种不可逆的方式将其转化为一段长度较短、位数固定的散列数据。
它有两个特点:
1. 加密过程不可逆,意味着我们无法通过输出的散列数据倒推原本的明文是什么;
2. 输入的明文与输出的散列数据一一对应,任何一个输入信息的变化,都必将导致最终输出的散列数据的变化。
在区块链中,通常使用SHA–256(安全散列算法)进行区块加密,这种算法的输入长度为256位,输出的是一串长度为32字节的随机散列数据。
三、公钥和私钥
在区块链的话题中,我们还经常听到这样的词汇——公钥和私钥。这就是俗称的不对称加密方式,是对以前的对称加密方式(使用用户名与密码)的提高。
四、时间戳
区块链中的时间戳从区块生成的一刻起就存在于区块之中,它对应的是每一次交易记录的认证,证明交易记录的真实性。
五、Merkle树结构
区块链利用Merkle树的数据结构存放所有叶子节点的值,并以此为基础生成一个统一的哈希值。Merkle树的叶子节点存储的是数据信息的哈希值,非叶子的节点存储的是对其下面所有叶子节点的组合进行哈希计算后得出的哈希值。
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