区块链的工作流程简介

比特币是区块链的一个重要概念，它利用密码学方法形成的一串数据块，每个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。那么，区块链是如何工作的呢？区块链的工作流程可以分为以下几个关键步骤：

第一步，发送节点将新的数据记录向全网广播。

每个数据的节点均有一个区块链地址，区块链地址是为了解决公钥长度过长的问题。比特币是建立在数学加密学基础上的，利用椭圆曲线加密算法（ECC）来生成比特币的私钥和公钥，由私钥可以计算出公钥，公钥经过一系列数学签名运算后会得到比特币的地址。具体的步骤可以参考比特币的地址生成过程。

第二步，接收节点对收到的数据记录信息进行校验，比如记录信息是否合法，通过检验后，数据记录将被纳入到一个区块中。

区块中会记录区块生成时间段内的交易数据，区块的主体实际上就是交易信息的合集。每一种区块链的结构设计可能步完全相同，但大结构上分为区块头（Heaser）和区块体（Body）两部分。区块头用于链接到前面的块并且为区块链接数据库提供完整性的保证；区块体则包含了经过验证的，块创建过程中发生的价值交换的所有记录。区块结构有两个非常重要的特点：一是每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后，该区块被创建前发生的所有价值交换活动，这个特点保证了数据库的完整性；二是在绝大多数情况下，一旦新区块完成后就被加入到区块链的最后，此区块的数据记录就再也不能改变或删除，这个特点保证了数据库的严谨性，就是所说的无法篡改。区块链就是区块以链的方式组合在一起形成的数据库，区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链网络中来。

第三步，全网所有接收点对区块执行共识算法（ProofofWork、ProofofStake等，详细内容我在后面再介绍）。

第四步，区块链通过共识算法过程后被正式纳入区块链中存储，全网节点均表示接收该区块，而表示的接收的方法就是将该区块的速记散列值视为最新的区块散列值，新区块的制造将以该区块为基础进行延长。

区块链系统内所有权验证机制的基础是非对称加密算法，一些常见的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、D-H和ECC等。在非对称加密算法中，一个“密钥对”包括两个密钥，如果这两个密钥对信息满足以下条件：一是对信息用其中一个密钥加密后，只有用另一个密钥才能解开；二是其中一个密钥公开后，根据公开的密钥别人也无法算出另一个，那么这个密钥对就被称为非对称密钥对，公开的密钥为公钥，不公开的密钥为私钥。在区块链系统交易中，非对称密钥的基本使用场景有两种：一是公钥对交易信息加密，私钥对对交易信息解密。私钥持有人解密后，可以使用收到的价值；二是私钥对信息签名，公钥验证签名。通过公钥签名验证的信息确认为私钥持有人发出。

节点始终将最长的区块链视为正确的链，并持续以此为基础验证和延长它。如果两个节点同时广播不同版本的新区块，那么其他节点在接收到的区块的时间上将存在先后差别，它们会在率先收到的区块基础上进行工作，但也会保留另外一个链条，以防后者变成长的链条。该僵局的打破需要共识算法进一步运行。如果其中一条链条被证实为是较长的一条，那么在另一条分支上工作的节点将转换阵营，开始在较长的链条上工作，所以区块链的工作流程可以防止区块链分叉的过程。

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