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如果把区块链作为一个状态机,则每次交易就是试图改变一次状态,而每次共识生成的区块,就是参与者对于区块中交易导致状态改变的结果进行确认。
在实现上,首先假设存在一个分布式的数据记录账本,这个账本只允许添加、不允许删除。账本底层的基本结构是一个线性的链表,这也是其名字“区块链”的来源。链表由一个个“区块”串联组成,后继区块记录前导区块的哈希值(pre hash)。新的数据要加入,必须放到一个新的区块中。而这个块(以及块里的交易)是否合法,可以通过计算哈希值的方式快速检验出来。任意维护节点都可以提议一个新的合法区块,然而必须经过一定的共识机制来对最终选择的区块达成一致。
以比特网络为例,可以具体看其中如何使用了区块链技术。
首先,比特客户端发起一项交易,广播到比特网络中并等待确认。网络中的节点会将一些收到的等待确认的交易记录打包在一起(此外还要包括前一个区块头部的哈希值等信息),组成一个候选区块。然后,试图找到一个nonce串(随机串)放到区块里,使得候选区块的哈希结果满足一定条件(比如小于某个值)。这个nonce串的查找需要一定的时间去进行计算尝试。