區塊鏈運作原理大剖析：區塊到底是什麼？

區塊鏈（Blockchain）顧名思義就像是由無數個區塊（Block）所組成，以比特幣的區塊鏈來說，目前已經產生超過40萬個區塊，這整個區塊鏈就像是一個共享的分散式總帳，由多個參與比特幣交易的運算節點來共同維護，每個節點也各自擁有一份完整的帳本備份（完整個區塊鏈資料），而其中的每個區塊，就像是帳本中的其中一頁，記錄好幾筆不同的交易資訊，這些紀錄都無法經由其中一個節點來竄改。不過，這只是個比喻，實際上，這些一個一個的區塊到底是什麼？如何讓這些區塊被串在一起，又如何確保它們無法被竄改，得先從分析每一個區塊所包含的資訊說起。

在比特幣區塊鏈中，每一個區塊（Block）所包含的資訊，包括區塊的容量大小（Block Size）、區塊頭（Block Header）、該區塊包含的交易數量(Transaction Counter)，以及每一筆被包含在這個區塊中的交易資訊（Transactions）。其中，這些交易資訊都是已經Hash過的值，而Block Header則是最重要的一個部分。

每個區塊中的Block Header大小固定為80 Bytes，包含用來追蹤區塊鏈協議升級的版本號（Version），以及三組區塊中繼資料（Block Metadata）。

第一組資料為固定32 Bytes的Hash值，從前一個區塊中的Block Header所計算出來（Previous Block Header Hash），這麼做可讓每一個區塊與前一個區塊資料產生無形的連結，並能確保區塊序列及歷史紀錄的正確性，這也是形成區塊「鏈」最關鍵的連結。

實際產生的過程，則是當區塊鏈網絡中的其中一個節點完成工作量證明時，該節點會將這個新區塊廣播給其它節點，其他節點會進行驗證，確認這個新區塊的正確性及有效性，並將這個新區塊接上區塊鏈，這個過程就像是讓這本大家共同維護的帳本資訊同步，此時，各個節點便會將這個新區塊的Block Header進行Hash，得到的Hash值會被放進下一個產生的區塊中，進行下一回合的工作量證明。

這麼做可讓這些被驗證完的交易區塊一個串接一個，形成區塊鏈，一旦這個Hash值不正確，便會立刻被其他節點驗證出來，也因此，讓區塊鏈具有無法輕易竄改的特性。

第二組是與進行工作量證明相關的中繼資料，由Difficulty Target、Timestamp及Nonce值所組成，Difficulty Target是在工作量證明演算法過程中，Nonce則用來表示工作量證明演算法進行的次數。這個困難值每2016個區塊會調整一次。最後第三組則是用來彙整多筆交易紀錄的資料結構Merkle Tree Root，這是一個由數筆被放進區塊中的交易記錄Hash值，經由Merkle Tree演算法所算出來的Hash值。

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