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貝數區塊鏈科普視頻 什么是區塊鏈的存儲結構?

2019-12-06 貝數區塊鏈 來源:區塊鏈網絡

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大家好,我是柯南,在上一期視頻中我們聊到了區塊鏈的加密模型,學習了公鑰和私鑰和UTXO模型的相關知識。在比特幣網絡中,每一筆轉賬交易、時間戳等信息都會存儲在賬本上。那么,在這個賬本上,存儲有哪些交易相關的信息呢?每個交易之間又是如何進行關聯的呢?這就涉及到了區塊鏈的存儲結構的知識了。

在這一期視頻中,我們就來聊一聊區塊鏈的存儲結構。

區塊鏈是全世界的賬本,是交易的集合,記錄了區塊鏈網絡中發生的所有交易。

在區塊鏈的世界中,可不僅僅只有比特幣一條區塊鏈,還有以太坊、萊特幣、EOS等成百上千條不同的區塊鏈,每一條區塊鏈都有一個自己的賬本。

聚焦到某一條區塊鏈上,我們就拿比特幣區塊鏈說事吧。比特幣賬本就是把交易信息根據交易發生的先后順序,一條一條地記錄在這個大的賬本上的。這就像是一本精彩的小說,而這本小說的每一頁,就是一個區塊。每一頁按照時間順序井然有序地裝訂起來,就成為了一本完整的書。比特幣網絡還在不斷的產生新區塊,就像一本還在繼續編寫的小說,不斷地往后加入新的一頁。

那么小說中都是怎樣記錄歷史信息的呢?我們來讀一讀最經典的一段小說,來找一找它和區塊有哪些共同點,以下是《了不起的蓋茨比》中的一段精彩描寫:

我記憶中最鮮明的景象之一就是每年圣誕節從預備學校,以及后來從大學回到西部的情景。到芝加哥以外的地方去的同學往往在一個十二月黃昏六點鐘聚在那座古老、幽暗的聯邦車站,和幾個家在芝加哥的朋友匆匆話別,只見他們已經裹入了他們自己的節日歡娛氣氛。我記得那些從東部某某私立女校回來的女學生的皮大衣以及她們在嚴寒的空氣中喊喊喳喳的笑語,記得我們發現熟人時的搶手呼喚,記得互相比較收到的邀請:“你到奧德威家去嗎?赫西家呢?舒爾茨家呢?”還記得緊緊抓在我們戴了手套的手里的長條綠色車票。最后還有停在月臺門口軌道上的芝加哥-密爾沃基-圣保羅鐵路的朦朧的黃色客車,看上去就像圣誕節一樣地使人愉快。

我們回到區塊鏈上面來,比特幣區塊鏈中的區塊由四個部分組成,分別是:區塊頭、交易詳情、交易計數器和區塊大小。如果用上面這段描寫做對比,可以很容易的理解這幾個概念。

交易詳情,就是指誰在什么時間轉給了誰多少錢。舉個例子:小明2018年12月1日8點33分付了5元錢給便利店。這句話這就是交易詳情,包含了時間,轉入方、轉出方和金額。這就是區塊鏈上的“一個十二月黃昏六點”。當然,區塊里的交易詳情不需要記錄地點,發生的事件也僅僅是交易這一種而已,不會像小說上那么豐富和精彩。更重要的是,由于區塊鏈網絡的匿名性,事實上交易詳情記錄的不是真實的誰轉賬給了誰,而是某個錢包地址轉賬給了另一個錢包地址。

交易詳情很容易理解,那么交易計數器呢?顧名思義,交易計數器就是指這一個區塊里記錄了多少筆交易信息。

那么區塊大小又應該怎么理解呢?

2008年中本聰在設計比特幣網絡時,把每個區塊的大小限定在了1M,這也就意味著每個區塊里能存儲的信息最多也只有1M。那么區塊大小,就是指這個區塊里面存儲的信息,有多少個字節。可以把它理解成記載小說上有多少個字。但是這個數量是有上限的。

通過小說的類比,相信你應該很好地理解區塊中的交易詳情,交易計數器和區塊大小。說到這里,你可能又要提出疑問了,區塊頭又是怎么一回事呢?

區塊頭的結構說起來比較復雜。它包含了當前版本號、父區塊哈希值、當前區塊哈希值、時間戳、隨機數、難度、梅克爾樹等等一堆計算機術語。我猜你可能要懵了,一堆專業名詞很讓人頭大。

這一講我主要來講一下這里面兩個核心的數據:父區塊哈希值與當前區塊哈希值。這是使得區塊與區塊之間有序連接的重要因素。

我先講一講哈希值,關于哈希的技術解釋,感興趣的朋友可以上網查一查相關的資料,我在視頻中就不講的太復雜了。簡單來說,哈希值就是區塊的數字指紋。我們都知道,世界上沒有兩片相同的樹葉,也沒有兩個相同的指紋。指紋可以作為一個人獨一無二的標識符,而哈希值可以作為區塊的身份,每一個區塊都有一個獨一無二的哈希值。

每一個區塊的區塊頭中,都會包含著父區塊——也就是前一個區塊的哈希值,用來指向前一個區塊。這樣可以使得每一個區塊的上一個區塊之間都是唯一的,而當前區塊的哈希值,又會成為下一個區塊的父區塊哈希值,這樣一塊連著一塊,就形成了一條區塊鏈。

說到識別特定區塊的方式,除了區塊的數字指紋——哈希值,還有一種方式:區塊高度。

區塊高度是指什么呢?它就相當于小說的頁碼。我們經常看到小說的目錄:卷一、卷二、卷三……這里的卷幾能夠幫助我們準確的定位具體的某一卷小說。區塊高度就是區塊的頁碼,方便我們知道這個區塊在整條鏈上的位置。我們把第一個挖出來的區塊的區塊高度定為0,往后每產生一個新的區塊,高度就加一。每一個區塊都會有一個獨一無二的區塊高度。

好了,經過今天的視頻我相信你對區塊鏈的存儲結構有了一個清晰的認識,相信可以更好的幫助你了解和參與區塊鏈。

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編譯者/作者:貝數區塊鏈

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