不少人一旦听闻“链”此字, 脑海之中浮现的兴许是锁链亦或是链条, 认为这物件依靠某种物理连接或者单纯的代码串联便能够运行。实际上, 区块链的关键并非在于“链”这个形态, 而是在于它怎样确保散布于世界各处的数目众多的独立节点, 能够就同一份账本数据达成统一。它并非依靠某根看不见的绳索将电脑捆绑在一起, 而是借助一套严苛的数学协议以及密码学机制, 使得每一台参与计算的机器都成为网络的守护者。理解这一点，是看透分布式账本技术运作逻辑的第一步。

区块之间用什么技术连接

区块链里所说的 “链”, 从本质上来讲, 是一种依照时间先后顺序排列而成的数据结构。每一个单独的区块, 都涵盖了一组交易记录, 有一个时间戳, 并且还有最为关键的一个字段, 那便是前一个区块的哈希值。这个哈希值如同数字指纹一般, 是由前一个区块的全部数据借助特定的加密算法（像是 SHA - 256）计算得到的。只要前一个区块的数据出现哪怕仅仅一个比特的变动, 其哈希值就会完全改变, 进而致使当前区块中所记录的 “前序哈希” 失去功效。这种设计致使每个区块如同钩子那般, 牢牢扣住前一个区块, 进而形成一条不可篡改的历史记录。倘若黑客妄图修改旧数据, 那他不但得重新去计算该区块以及之后所有区块的哈希, 而且还得在极短的时间之内, 控制全网超过半数的算力, 这在计算层面几乎是不可能做到的。

不光是与哈希值相关的链接, 网络层同样是连接节点的基础设施, 区块链网络常常采用P2P也就是点对点的架构, 每个节点既是服务端同时又是客户端, 当一个新的区块出现的时候, 它会被传播到整个网络, 其他节点收到之后, 会对其有效性以及哈希连接的合法性展开验证, 唯有通过验证的新区块才会被添加到本地账本的末尾, 这种去中心化的传播机制, 保证了不会存在单一的控制中心, 任何单一节点出现故障或者有恶意行为, 都不会致使整个网络陷入崩溃。这种分布式的方式, 让数据在网络里持续复制, 持续同步, 进而达成了信息的透明共享。

不同节点如何达成数据一致

数据的链接单凭有是不足够的, 要是网络中出现恶意节点提交虚假数据, 由于网络延迟使得大家所看到的账本不一致该如何处理呢? 这就必须借助共识机制去解决。常见的共识算法涵盖工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）等项目。以PoC为例, 矿工们得竞争去解决一道复杂的数学难题, 率先解出难题的人得以获取记账权, 随后将新区块向全网进行广播。其他节点验证无误之后, 接收这个区块然后延长自身的主链。该过程仿若一场全球性抽奖, 计算能力强的那些, 会存在具有更大概率获取记账权的情况, 然而规则是公开且透明的, 所有人一律都得去遵守同一套验证标准。

再一种情形是, 在两条分支一块儿存在之际, 网络要怎样去判定哪一条才是切实的“主链”？一般是依照“最长链原则”或者“最大累积难度原则”。也就是说全网的节点默认认同工作量加起来最大、链条最长的那个分支是真实的账本。要是有节点企图进行双花攻击, 那他们得重新构建一条比现有的主链更长、难度更大的工作量见证链, 这得花费极大的算力跟成本。伴随区块链高度的提升, 篡改历史的成本呈指数级地往上升, 致使攻击变得不划算而且很难施行。这种机制, 保证了数据的一致性, 借助经济激励, 凭借安全约束, 维系了整个系统的稳定性, 维护了整个系统的可信度。