區塊鏈由多個相連的區塊構成，每個區塊記錄了一段時間區域網路絡中比特幣的交易情況，可以將區塊視為賬簿中的帳頁。第一個被最早構建的區塊稱為創世塊，擁有一個唯一的ID標識號。除創世塊外，每個後續建立的區塊均包含兩個ID號，一個是該區塊自身的ID號，另一個是前序區塊的ID號。通過ID號間的前後指向關係，所有區塊按序相連就構成了區塊鏈。
基本介紹
- 中文名：創世區塊
- 外文名：The foundation block
- 定義：最早構建的區塊稱為創世塊
- 標識號：擁有一個唯一的ID標識號
- 概念：區塊鏈
- 學科：計算機
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概念及原理
比特幣是區塊鏈技術的典型套用，認識區塊鏈技術的基本概念和原理，需從比特幣系統入手。
比特幣系統
比特幣系統是一種支持比特幣自主發行和流通，並將所有交易賬目都進行可信、安全和匿名備案的分散式支付系統，是區塊鏈技術在電子貨幣領域中的第一個成功套用。該系統具有以下特徵：
（1）構建在對等網路（Peer to Peer，P2P）上，不依靠特定機構發行貨幣，任何節點都可以參與造幣，新幣的產生速度和總量被設定，不受任何央行和金融機構控制。
（2）比特幣可以全網流通，允許自由購買、出售或贈予，交易過程受匿名保護，除交易雙方外，其他人無法獲取用戶身份信息。
（3）具有包含全部交易記錄的分散式公共賬簿，所有參與節點均可查看，交易一旦完成並被記入賬簿，就無法被篡改。
在比特幣系統中，幣的產生和交易與區塊鏈緊密相關。區塊鏈的動態變化過程其實就是新幣生成和流轉過程，是支撐整個比特幣系統安全、有序和可信運行的基礎。
區塊鏈及區塊
區塊鏈又稱為塊鏈、賬鏈，其實就是一個分布的、公共的、透明的、可信的賬簿，包含了比特幣系統開始運行以來比特幣的完整交易記錄（即賬目）。區塊鏈的分布性體現在，每個參與節點都可以持有賬簿的副本，並與網路保持同步更新，一定數量的節點受損不會影響整個系統的正常運行：其公共性體現在，整個網路中僅有一本帳，所有的交易都必須記錄在上面，並接受每個參與節點的監督；其透明性體現在，賬簿對所有參與節點都是公開的，支持隨時查看賬簿全部賬目；其可信性體現在，交易一旦被記錄到賬簿中，除非有超過大半的參與節點許可（比特幣系統稱之為“51%攻擊”，巧妙的設計讓該攻擊代價巨大，基本無法實現），否則賬目無法被篡改或刪除。
區塊鏈由多個相連的區塊構成，每個區塊記錄了一段時間區域網路絡中比特幣的交易情況，可以將區塊視為賬簿中的帳頁。第一個被最早構建的區塊稱為創世塊，擁有一個唯一的ID標識號。除創世塊外，每個後續建立的區塊均包含兩個ID號，一個是該區塊自身的ID號，另一個是前序區塊的ID號。通過ID號間的前後指向關係，所有區塊按序相連就構成了區塊鏈。
區塊鏈技術原理
區塊鏈技術要解決的，是一個被稱為“拜占庭將軍”的計算機科學問題。簡單來講，就是在一個由相互缺乏信任的節點組成的對等網路中，各節點如何達成可信共識的問題。區塊鏈技術通過引入“競爭一驗證一同步一競爭”動態循環解決該問題。
為便於理解，首先介紹比特幣生成和區塊創建的關係。比特幣系統設定的基本規則之一是，創建新的區塊並載入到區塊鏈中會觸發新幣生成，換言之，比特幣是作為對維護區塊鏈所付出勞動（即解決系統設定難題耗費的算力）的獎勵。維護區塊鏈並獲得獎勵的行為又被形象地比喻為“挖礦”，所有的網路節點均可成為“礦工”，通過挖礦獲取比特幣（實際套用中，礦工通常加入某個“礦場”，基於礦場中的“礦池”實現穩定收益）。比特幣系統限定了比特幣的總量為2100萬枚，且按每4年發行餘量一半的速度產生新幣，例如系統開始運行的前4年，共發行2100/2=1050萬枚，第二個4年發行1050/2=525萬枚，以此類推，直至2140年基本發行完畢。之後，為激勵礦工繼續維護區塊鏈，系統規定，收取少量以比特幣計價的交易費作為其勞動報酬。
在確定哪個礦工有權創建區塊這個關鍵問題上，比特幣系統引入了競爭機制，即最先解決系統設定的哈希難題的礦工有權創建新區塊。算力和機率是成功解題的兩個關鍵因素，解題需要消耗大量的電力和硬體資源，是礦工工作量的證明（Proof Of Work，POW）。競爭和POW能有效消除投機取巧現象，維護比特幣的價值體系。區塊鏈技術引入的驗證機制是，當某個礦工成功找到符合要求的解之後，就會立即向全網廣播自己的結果，其它節點接收新解並檢驗其正確性。驗證的過程是全網達成共識的過程，是對一段時間內需要入賬的交易記錄的認可，驗證通過後，新區塊被載入到區塊鏈中。為了保證全網賬簿的一致性，區塊鏈技術引入了同步機制，即將獲得認可的新區塊向全網廣播，其它參與節點接收並更新存儲在本地的區塊鏈。“競爭一驗證一同步一競爭”是一個循環過程，當前的循環周期大約為8分鐘，即每8分鐘產生一個新區塊，同時新生成25個比特幣，作為對成功記賬者的獎勵。
區塊鏈的技術本質是，允許個體不經過權威第三方的認證而開展有效可信的合作。其基本支撐技術有P2P數據傳輸技術、檔案共享技術、非對稱加密技術、分散式存儲技術等。未來，區塊鏈將向技術底層化和套用普及化方向發展。
