區塊鏈技術是如何運作的？

什麼是區塊鏈可能很多人都知道，我前面的文章也介紹過了，但是區塊鏈是什麼原理來運作呢？

區塊鏈技術的運作核心是通過分佈式網路、加密演算法和共識機制，建構一個不可篡改、可追溯的分佈式帳本系統。其運作過程可簡化為以下幾個關鍵步驟：

（一）資料打包成“區塊”

區塊鏈中的資料（如交易資訊、合約內容等）會被按時間順序或規則分組，形成“區塊”。每個區塊包含三部分核心資訊：

1）區塊體：實際的交易資料（如轉帳記錄、操作日誌等）。

2）區塊頭：包含前一個區塊的雜湊值（類似“指紋”）、本區塊的雜湊值、時間戳、隨機數等中繼資料。

3）雜湊值是通過加密演算法（如SHA-256）對區塊內容計算得到的一串唯一程式碼，任何微小修改都會導致雜湊值巨變。

（二）鏈式儲存與分佈式節點

每個區塊通過“前一區塊的雜湊值”與上一區塊關聯，形成鏈式結構。就像一串首尾相接的鎖鏈，修改中間某個區塊會破壞後續所有區塊的關聯，難度極大。

區塊鏈資料並非儲存在單一伺服器，而是由網路中大量“節點”（可理解為參與維護的電腦）共同保存完整副本。節點越多，資料越難被篡改（需同時控制超過51%的節點才能造假，成本極高）。

（三）共識機制：確保節點資料一致

當新交易產生時，會被廣播到全網節點驗證（如檢查交易合法性、是否重複花費等）。驗證通過後，節點需要通過“共識機制”就“誰來打包這個新區塊”達成一致，避免資料衝突。常見機制包括：

1） 工作量證明（PoW）：節點通過計算複雜數學題競爭打包權（如比特幣），解題成功的節點獲得記帳權並得到獎勵。

2） 權益證明（PoS）：根據節點持有代幣的數量和時間分配打包權（如以太坊2.0），降低能耗。

3）其他機制：如委託權益證明（DPoS）、實用拜占庭容錯（PBFT）等，適用於不同場景。

（四）不可篡改性與可追溯性

如果新區塊被共識機制確認並加入鏈中，全網節點會同步更新副本，資料即被永久記錄。

由於每個區塊關聯前一區塊的雜湊值，且分佈式儲存，單個節點篡改資料會因與其他節點副本不一致而被拒絕，因此資料難以篡改。

所有交易可通過區塊鏈瀏覽器追溯源頭，形成完整的歷史記錄鏈。 (Grypto小白學堂)