区块是区块链中的一种数据单元，它包含一个交易列表以及其他信息，包括标记其创建时间的时间戳。这些交易经过加密，必须由网络参与者（通常称为矿工）验证，然后才能将区块添加到区块链中。一旦将区块添加到区块链中，它就会成为永久记录，由于加密安全措施，实际上是不可更改的。后续交易记录在一个新区块中，重新启动该循环。^[4][9]

概述

在任何加密货币中，每天都会发生大量的交易。这些交易记录在称为“区块”的单元中。一个区块包含最近的数据，并且每次区块完成时，它都会为区块链上的新区块腾出空间。已完成的区块是先前交易的永久记录，新交易记录在当前区块中。因此，整个系统进入一个永久保存所有数据的循环。

为了保存交易历史，区块被严格排序，每个新创建的区块都包含对其父区块的引用，并且区块内的交易也被严格排序。^[7]

除了极少数情况外，网络参与者对区块的确切数量和历史记录达成共识。参与者共同努力将实时交易请求分组到即将到来的区块中。这种协作方法通过一种机制来实现，其中每个区块在其头部携带其前一个区块的哈希值，从而将区块“链接”在一起。这种方法保留了区块顺序，并确保了其中包含的数据的不可变性。^[2]

组件

当矿工或区块验证者成功验证区块头中的加密信息时，就会创建区块，这会促使新区块的创建^[5]。一个区块由以下两个主要部分组成：头部和主体。

头部

区块的头部包含有关区块和矿工的信息。它进一步分为以下几部分：

前一个区块的哈希值

这是前一个区块的哈希值。它将区块链接在一起，并使前一个区块中的数据不可变。如果前一个区块中的数据发生更改，则该区块的哈希值将发生更改，从而导致区块链的解除链接。

其他区块头字段

这些字段可能因不同区块链的不同要求而异。一些常见的字段如下：

• Nonce：这是一个整数，矿工会更改它以更改区块的哈希值，从而达到网络的难度。它是一个随机的字符串。
• 时间戳：这是区块被挖掘的时间。它通常采用 Unix 时间。
• 难度：这是网络当前的难度级别。它以不同的格式存储在每个区块链中。
• Merkel 根哈希：哈希配对交易，直到只剩下一个哈希，称为根哈希或 Merkel 根哈希。
• 区块高度：在创世区块和当前区块之间挖掘的区块数量。
• 区块大小：这是一个 4 字节或 32 位字段，包含区块的大小。它以字节为单位添加大小。例如，区块大小：216 字节。
• 区块奖励：此字段包含奖励给矿工用于添加交易区块的金额。
• Tx 计数：交易计数器显示区块包含的交易数量。该字段的最大大小为 9 字节。 ^[6]
• 区块时间：区块时间是衡量网络中的矿工或验证者验证一个区块内的交易并在该区块链中生成新区块所需的时间。加密货币可以使用不同的共识机制，这些机制除其他因素外，还会影响验证交易和创建新区块所需的时间。每种加密货币都有不同的区块时间。例如，比特币大约需要 10 分钟，而以太坊大约需要 14 秒。^[10]

主体

区块主体的大部分由在特定时间范围内发生的单个交易列表组成。^[3] 每笔交易记录价值转移（例如，加密货币转移、智能合约操作），并包含各种详细信息，包括：

• 交易 ID：每笔交易的唯一标识符。
• 输入：交易的输入，包括来自先前交易的详细信息。
• 输出：交易的输出，通常包括接收者地址和交易金额。^[3]

类型

创世区块

创世区块是区块链的第一个区块。第一个创世区块由中本聪在创建比特币时挖掘，并在 2009 年公开发布了这个想法。

这个基本区块使新形成的区块能够链接到先前的状态。区块链可以通过这种连接确保其不可变性。这是因为使用了 Merkle 树。这使得区块历史可以与与这些区块关联的唯一哈希相关联。任何更改，无论多么微小，都会阻止验证 Merkle 根是否准确，从而使区块链的部分或全部历史记录无效，具体取决于具体情况。创世区块始终是基础区块，因此也称为“区块 0”。

创世区块允许网络节点同步。只有当两个节点的数据库具有相同的创世区块时，同步才是可行的。这保证了区块链上的分布式交易账本 (DLT) 对于每个人都是相同的，从而确保了安全性。

有效区块

有效区块是所有已被挖掘并添加到区块链的区块。为了获得有效区块，每个挖掘的区块必须获得网络许可，并报告为已解决给定的加密难题的区块。当网络达成共识时，该区块将被添加到区块链并分发到所有节点。因此，网络中的每个节点都有一个新区块，并充当其验证点。任何加密货币中发生的所有操作和交易都由这些区块允许。

每个有效区块都包含一系列与该区块一起验证的交易。例如，在比特币中，每个合法区块平均包含 2100 笔交易。因此，有效区块中的每笔交易都成为已确认的交易。之后添加到区块链的每个有效区块都会继续确认较早的交易。这确保了网络上的每笔交易和区块都是完全安全的。

每个有效区块都带有一个数据结构，允许确认这一事实。区块的哈希值、Merkle 根、时间戳、nuncio、区块交易数据和 Coinbase 都包含在该结构中。所有这些都已设置好，以便可以公开确认每条信息。

孤块

孤块是不属于区块链网络的区块。这些区块通常由两个矿工几乎同时混合区块生成，但也可能是由具有足够计算能力的攻击者造成的，目的是撤销任何交易。这些单独生成的区块会创建一个临时的分叉。此时会调用网络共识程序来确定哪些区块将被验证，哪些区块将被孤立。通常，包含最多交易和信息的区块链最长，通常会被确定，从而使安全过程非常简单。

在扫描时，区块链网络将检测原始区块和重复区块之间哪个区块包含更多信息，并选择原始区块，从而破坏黑客的游戏。因此，未被选择的区块是孤块。网络的共识机制使系统网络免受此类黑客攻击。区块浏览器可以跟踪孤块。 ^[8][11]