45、边缘物联网应用中有限生命周期区块链技术解析

边缘物联网应用中有限生命周期区块链技术解析

1. 区块链基础概念

在区块链网络（BCN）中，首先解决工作量证明（PoW）的节点会获得比特币奖励。下面详细介绍区块头、区块高度和随机数计算的相关内容。
- 区块结构 ：一个区块由区块头、元数据和一长串交易组成。区块头包含三组元数据：
- 前一个区块的哈希值，作为指向前一个区块的指针。
- 时间戳、随机数（Nonce）和难度，与挖矿过程相关。
- 默克尔树的根。
区块通过两个标识符来识别：区块哈希和区块高度。区块哈希是主要标识符，通过对区块头使用SHA256算法进行两次哈希运算得到。另一种识别区块的方式是根据其在区块链中的位置，即区块高度。第一个区块，即创世区块，其区块高度为零。
- 随机数计算 ：在BCN中，每个矿工节点独立地将交易聚合到一个新区块中。当区块大小达到阈值（例如1MB）时，它会尝试解决一个PoW加密哈希计算问题。PoW以先前的区块哈希、默克尔根和时间戳作为输入，并使用SHA256计算哈希。计算的挑战在于找到一个随机数，使得输出哈希的前导位有一定数量的零。随机数计算的难度级别，即输出哈希中前导零的数量，由区块头中指定的难度目标参数决定。在比特币中，对于每个新区块，根据难度目标，矿工可能需要测试数十亿或数万亿个随机数才能满足要求。只有当矿工成功找到满足目标的随机数时，该区块才有效。矿工节点将有效区块广播给邻居，然后进一步传播到BCN。

2. 系统模型

系统模型包含三层：物联网设备层、边缘层和云层，如下表所示：
| 层级 | 描述 |
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