【区块链】从一笔交易看区块链运作流程

本文详细介绍了区块链中一笔交易从产生到完成验证的具体流程,包括交易的广播、验证、打包成区块以及区块的广播等关键步骤,并解释了区块链如何实现零信任基础上的去中心化和数据不可篡改。

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一笔交易从产生到完成的流程

  • 搞懂区块链运作原理,可先区分出交易(Transaction)与区块(Block)两个部分,这里我们分别从区块链中一笔交易产生到完成验证的流程,以及图解一个区块,来了解区块链的运作原理,并进一步拆解5大区块链关键技术,看它到底怎么做到大家口中的基于零信任基础、去中心化、可追踪又不可窜改。

  • 在比特币区块链中,当一笔交易经由某个节点或钱包产生时,这笔交易需要被传送给其它节点来作验证
    —— 验证:做法是将交易资料经由数位签章加密并经由Hash函数得出一串代表此交易的唯一Hash值后,再将这个Hash值广播(Broadcast)给比特币区块链网络中的其它参与节点进行验证。

  • 产生一笔新交易
    ——一笔新交易产生时,会先被广播到区块链网络中的其它参与节点,各节点将数笔新交易放进区块,每个节点会将数笔未验证的交易Hash值收集到区块中,每个区块可以包含数百笔或上千笔交易。

  • 决定由谁来验证这些交易?
    ——各节点进行工作量证明的计算来决定谁可以验证交易,由最快算出结果的节点来验证交易,这就是取得共识的做法。

  • 广播
    -——取得验证权的节点将区块广播给所有节点,最快完成POW的节点,会将自己的区块广播给其他节点,各节点验证并接上新区块,其他节点会确认这个区块所包含的交易是否有效,确认没被重复花费且具有效数位签章后,接受该区块,此时区块才正式接上区块链,无法再窜改资料。

  • 交易验证完成
    ——所有节点一旦接受该区块后,先前没算完POW工作的区块会失效,各节点会重新建立一个区块,继续下一回POW计算工作。

### 区块链运行流程图表 为了更好地理解区块链运作机制,可以通过图形化的方式来展示其工作原理。以下是基于Mermaid语法创建的一个简化版区块链运行流程图: ```mermaid sequenceDiagram participant User as 用户 participant NodeA as 节点A participant NodeB as 节点B participant Blockchain as 区块链网络 Note over User: 发起一笔交易请求 User->>NodeA: 提交交易信息并广播给其他节点 loop 验证过程 NodeA-->>Blockchain: 广播新交易至整个网络 Blockchain-->>NodeB: 各节点接收并验证这笔交易的有效性 end alt 如果超过半数以上节点同意 NodeB-->>Blockchain: 将此笔交易打包进入新区块 Blockchain-->>NodeA: 更新账本并向全网同步最新区块 else 若未达成共识则拒绝该交易 Blockchain-->>User: 返回错误提示给发起者 end ``` 上述图表展示了从用户提交交易开始直到最终被写入区块链的过程[^2]。 #### 关键环节说明 - **交易提议**:当某个用户想要执行某项操作时(比如转账),就会向所在区域内的任意一个节点发送一条消息。 - **传播扩散**:接收到这条消息后的节点会立即将其转发给自己所连接的所有邻居节点,以此类推直至覆盖整个网络中的每一个成员。 - **合法性校验**:各个节点依据预设规则独立审查每条传来的指令是否合法合规;只有那些获得大多数认可的操作才会继续前进到下一步骤。 - **构建新区块**:一旦某些提案获得了足够的支持票数,则负责维护当前最长链条的那个或那几个特殊身份持有者有权将其正式收录进来成为历史记录的一部分。 - **全局一致性更新**:最后一步就是让所有参与者都了解到最新的变动情况以便保持彼此间的一致性和协调性[^1]。
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