浅析区块链（三）：核心技术区块+链的数据结构

众所周知，区块链不是单一的技术，而是一种新的技术组合。 这些技术各司其职，解决不同的问题，完美结合形成区块链。 本文介绍区块链中的这些核心技术之一——区块+链的数据结构。

区块链就是根据这个数据结构来命名的。 可见区块链+链的数据结构是区块链非常重要的一环，也是一大亮点。 从技术角度看：区块是一种记录交易的数据结构，反映了一笔交易的资金流向。 系统中已经达成的交易区块连接在一起形成一条主链，所有参与计算的节点都记录在主链或主链的一部分中。

1.块

区块作为区块链的基本结构单元，由两部分组成：包含三组元数据的区块头和包含交易数据的区块体（也称区块体）（因为不同的区块链系统采用的数据结构会有所不同）有区别，以下以比特币为例）。

1.1. 块头

区块头中主要包含的三组元数据是： (1) 用于连接前一个区块和索引父区块哈希值的数据； （2）挖矿难度，时间戳，Nonce（随机数，使用基于工作量证明算法的计数器，也可以理解为记录与解密区块相关的数学问题答案的值）； （3）一棵默克尔（Merkle）树比特币的数据结构由什么组成，可以汇总并快速汇总和验证区块根数据中的所有交易数据。 当然，区块头不仅包含这些元数据，还包含其他如：版本号、难度值等。

从这个结构来看，区块链的大部分功能都是由区块头实现的。

1.2 块体

区块体记录的交易信息是区块携带的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易金额、电子货币的数字签名等。

2.链条

比特币系统大约每 10 分钟创建一个区块，其中包含这段时间内全网发生的所有交易。 每个区块都保存了前一个区块的哈希值，这样每个区块都可以找到它的前一个区块，从而将这些区块连接起来，形成一个链式结构。

3. 区块形成过程

当前区块加入区块链后，所有矿工立即开始生成下一个区块： (1) 将本地内存中的交易信息记录到区块体中； (2) 在区块体中生成下一个区块 对于本区块中所有交易信息的Merkle树比特币的数据结构由什么组成，Merkle树根的值存储在区块头中； (3) 将刚刚生成的最后一个区块的区块头的数据填入一个SHA256算法生成的哈希值在当前区块的父哈希值中； (4)在时间戳字段中保存当前时间； (5) 难度值字段会根据前一段时间区块的平均生成时间进行调整，以应对全网日新月异的变化 整体计算量，如果计算总量增加，系统会增加数学题的难度值，使得完成下一个区块的预期时间仍在一定时间内。

以上就是对区块链数据结构的分析。 如果对您有所帮助，将不胜荣幸。 因为是为了让大众更多地了解区块链，所以核心技术系列仅从区块链所使用的技术角度进行分析。 后面我们会参考一些文献整理出从区块链架构角度分析的文章。 有技术人员来了解一下。返回搜狐查看更多