8、比特币区块链：从基础到挖矿与冲突处理

比特币区块链：从基础到挖矿与冲突处理

1. 比特币支付标准概述

除了经典的 P2PKH 和 P2SH 标准外，目前还有另外两个相关标准：Pay-to-Witness-Public-Key Hash (P2WPKH) 和 Pay-to-Taproot (P2TR)。P2WPKH 于 2017 年随 SegWit 更新引入，P2TR 于 2021 年随 Taproot 更新引入。

2. 从区块到区块链

2.1 区块结构

区块链上的交易存储在相互链接的区块中，系列中的第一个块称为创世块。在比特币区块链中，每个块的最大大小为 1MB，该大小是在比特币推出一年半后设定的，社区对此大小限制存在争议，因为它会导致扩展性问题。交易被打包进块，直到块满为止。

一个块除了交易列表外，还有以下构造：
- 魔术数字
- 块大小
- 整数交易计数器
- 块头

2.2 魔术数字、块大小和交易计数器

在计算机科学中，魔术数字用于识别协议或文件类型，其起源于性能优化。在区块链中，消息发送者首先发送关联区块链的魔术数字，以便网络中的每个节点知道传输的块确实属于他们的区块链。比特币的魔术数字是 f9beb4d9，它由正常使用数据中很少出现的字符组合而成。

2.3 块头

块头是块中最复杂的部分，存储着最重要的数据，因此下一个块中总是存储着前一个块头的哈希。块头由以下字段组成：
- 块的版本号
- 时间戳
- 随机数（Nonce）
- 用于确定网络难度的目标
- 前一个块头的哈希
- 包