hello，大家好，我們第三期的區塊鏈技術分享來啦，那么話不多說，我們開始吧，
提起區塊鏈，大家可能都會提到：不可篡改，但是為什么區塊鏈不可篡改呢？
先給出答案，這與區塊鏈的資料結構哈希指標和默克爾樹有關，那么我們今天先分享哈希指標相關的內容，
1. 那些年學過的鏈表
區塊鏈，顧名思義也是鏈，學過計算機資料結構的朋友都知道，資料結構里面有一種就是鏈表，那么區塊鏈是什么鏈表？
結構體和鏈表屬于計算機專業的基礎課程，但是作業久了，提起來可能大家反應都是：
要理解鏈表，我們用一個簡單的例子來說明，假設你在北京、西安、上海、杭州分別有一套房，
但是你只有北京房子的地址，剩下房子的地址分別在其他房間中放著，
你根據北京房子的地址找到北京的房子，知道了北京房子的情況，而且里面有一張條，放著上海房子的地址；同樣，你根據這個地址，找到上海的房子，也看到了上海房子的情況，并且還有一張條，放著西安房間的地址；以此類推，直到你找到了杭州的房子，是你的最后一套房子，那么存地址的那張條上就為空，
上面的例子就是鏈表中單鏈表的例子，
鏈表通過指標在不連續的記憶體空間進行跳轉，以此實作可動態擴展的特性，
在上面的例子里面，存盤下一個房子地址的紙條就是指標，代表下一個房子所在的地址；
不連續的空間大家很好理解，就像你的房子在北京、上海、西安、杭州一樣，地理位置是不連續的，
鏈表不可隨機訪問，只能順序訪問，
從上面的例子也能看到，你只能從北京的房間開始訪問，因為你手里只有北京的地址，
普通的指標，指向的是結構體在記憶體中的地址，
那么區塊鏈中用到的哈希指標是什么意思呢？既然是指標，肯定是地址，那么哈希指標除了要保存結構體的位置之外，還要保存結構體的哈希值，
如果不了解哈希，可以看一下這篇文你的密碼安全嗎？ | 區塊鏈技術之哈希
2.哈希指標和哈希鏈表
那么為什么要使用哈希指標呢？
最主要的作用，除了能找結構體，還能夠防止被指向地址內的資料被篡改，
用哈希指標連接的鏈表，叫哈希鏈表（hash list），
還是用你的那四套房舉例子，北京、上海、西安、杭州，
比如一個正常的哈希鏈表就好比上面這張圖，由四個節點組成，
節點4的地址可以是隨便的，因為他后面已經沒有節點了，
節點4也就是杭州房子的節點跟資料組合后，計算出哈希值，把這個哈希值就賦值給節點3即西安的房子，這樣西安房子節點中的地址就指向了節點4杭州的房子；
同樣節點3也就是西安房子的節點跟資料組合后，計算出哈希值，把這個哈希值就賦值給節點2即上海的房子，這樣上海房子節點中的地址就指向了節點3西安的房子；
同理節點2也一樣；
接著，節點1跟資料組合后，再計算出哈希值，把這個哈希值賦值給北京房子的地址，北京房子的地址就指向了節點1，
這樣子北京房子的地址作為入口被公布出去，以后想知道自己的億萬家產，只要拿到北京房子的地址就可以了，
由于你太有錢了，有壞人想利用你記性不好的特點，把你某個房子的資訊篡改了，
1. 改了節點3西安房子的資料：西安改為阿拉伯，我們把節點3中被篡改的資料標識出來，
2. 因為之前的節點2中西安房子的地址是通過節點3跟沒有被篡改過的資料計算出來的，那資料改了后，為了讓節點2中西安房子的地址再指向節點3，就需要再次計算節點2中西安房子的地址，這樣西安房子的地址就發生變化了，我們把西安房子的地址標識出來；
3. 以此類推節點1中上海房子的地址也發生了變化，我們也標識出來；
4. 上海房子的地址發生變化后，因為舊的北京房子的地址是通過老的上海房子的地址和節點1資料計算出來的，那 上海房子的地址發生變化了，為了讓北京房子的地址能指向節點1，就需要再次計算北京房子的地址，這樣北京房子的地址也發生變化了，我們把北京房子的地址標識出來，
所以看到因為改了節點3中的資料，導致西安房子的地址，上海房子的地址，北京房子的地址都發生了變化，
這樣子新的北京房子的地址作為入口被公布出去，你發現新的地址跟你之前的地址不一樣了，那么事大了，你的資訊被篡改了，
這就是哈希鏈表，
3. 區塊鏈的資料結構
區塊鏈就是用哈希指標鏈接起來不同的區塊組成的鏈，
接第二部分，上圖是一個小型的區塊鏈，第一個區塊是由系統產生的，叫做創世紀塊，第一個區塊鏈中有前一個區塊的地址H(0)，第二個區塊中前一個區塊的地址H(1)，指向區塊1，第三個區塊是最新產生的區塊，里面有指向區塊2的地址H(2)，同樣，區塊3的地址也會存在系統中，
根據第二部分的哈希指標的特點，當某一個區塊中的資訊被篡改了，那么其后所有區塊都要被修改，
但其實每個區塊的資訊遠比上面要復雜，
每個區塊由區塊頭（head）和區塊主體（body）組成，
區塊頭存盤結構化的資料，大小是80位元組；
而區塊主體利用一種神奇的樹狀結構，記錄區塊挖出的這段時間里所有交易資訊，所需空間比較大，
平均來講，假設一個區塊內有400筆交易資訊，區塊主體可能比區塊頭大1000倍以上，
把每個區塊展開表示，那么區塊的資訊如上圖：
版本號：用來標識參照的規則的，軟體系統都是不斷迭代和進化的，就像我們的Android和iOS系統的版本號一樣，
前一區塊哈希值：也稱“父區塊哈希值”，這個哈希值通過對前一個區塊的區塊頭資料進行哈希計算（SHA256演算法）得出，它的意義在于：每個新挖出的區塊都按秩序接在前一個區塊的后面，
默克爾根：在區塊主體中，所有交易資訊先進行兩個一組的哈希計算，這種結構叫做Merkle樹（Merkle Tree），而且是一棵倒掛的樹，葉子節點存盤的是交易，往上都存盤的是哈希值，
時間戳：記錄這個區塊生成的時間，精確到秒，每誕生一個新的區塊，就會被蓋上相應的時間戳，這樣就能保證整條鏈上的區塊都按照時間順序進行排列，
難度值：挖出該區塊的難度目標，中本聰設計位元幣時，加入挖礦難度調整機制是為了使得位元幣出塊時間能理想的恒定在 10 分鐘左右，
位元幣協議規定每隔 2016 個區塊，將根據過去最近 2016 個區塊出塊總時間調整，自動調整下一個 2016 個區塊的挖礦難度，理想情況下 2016 個塊需要兩周（2016*10s）時間，如果實際用時不到兩周則增加難度，如果超過兩周就降低難度，
亂數：挖礦就是找到一個亂數（Nonce）參與哈希運算Hash（Block Header），使得最后得到的哈希值符合難度要求，
位元幣通過挖礦的方式，來競爭新區塊的記賬權，誰拿到新區塊的記賬權，它創建的新區塊就合法，挖礦的目的就是贏取記賬權，確認新區塊和交易，
今天的關鍵詞主要是鏈表、指標、哈希指標、哈希鏈表，區塊鏈，下期我們分享默克爾樹，也就是merkle tree，
如果你也對區塊鏈感興趣，搜索微信公眾號“Candy鏈上筆記”，我們一起前行，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qukuanlian/301340.html
標籤：區塊鏈
上一篇：APENFT與Tron Meebits達成戰略合作 助力波場NFT生態建設
下一篇：新媒體培訓是學什么