比特币的块结构分析

比特币的块结构分析

比特币区块数据包含了比特币链的核心信息，包括如何交易比特币、区块扩张等。

从比特币诞生至今，每10分钟就有一个区块诞生。访问；https://blockchain.info/；查看最新的块信息，可以看到当前的块大小已经接近或超过了Nakamoto设置的1MB容量。

1、 区块链数据结构

一个完整的块体结构主要由以下几个部分组成：

2号。区块信息分析

从；https://webbtc.com；选择块哈希值为10000000003BA27AA200B1CECAAD478D2B00432346C3F1F3986DA1AFD33E506的早期块进行分析。

可以看出，该块包含三个事务信息。块信息字段分析如下。

1块头分析

前80个字节是块头。

说明：

2Coinbase事务信息分析版本、父块头散列值和Merkle根都是以小端格式编码的，即低有效位放在前面。

时间戳表示自1970年1月1日0:00:00以来的秒数

区块的第一笔交易被定义为CoinBase交易，也就是说，由挖矿产生的比特币奖励。可以看出，每挖一块的奖励是12.5比特币，下一次减半将发生在2020年。

除了挖矿奖励，“矿工”还受到新账簿手续费的激励。未来比特币总量不增加后，后者将成为矿工的主要收入。

3交易信息记录

让我们来看看正常的事务。

3、 如何解决扩容问题

在比特币诞生初期，为了保证比特币系统的安全性和稳定性，防止比特币系统受到攻击，中本将区块大小设置为1米。当时比特币用户数量不多，比特币交易不存在拥塞问题。

随着比特币网络的发展，越来越多的交易信息存储在一个区块中。1MB块只能容纳大约2000个事务，

当交易量较大时，需要排队进行块写入确认，交易网络的拥塞问题也越来越严重。因此，人们提出了几种解决容量问题的方法。

1块扩展

解决小区域问题最直接的办法就是扩容。2015年，中位数区块交易量翻了一番，从1月的292kb增加到12月的749KB。2015年12月，比特币香港扩张会议由Pieter wuille提出。在提出隔离见证后，扩容问题甚至被简化为只升级到2MB。

为什么不把块放大，比如30MB？块存储事务信息。如果块大小限制在30MB，最大的问题不是CPU的算力瓶颈，而是块的传播和存储。

30MB的块大小可能会导致整个网络的孤立块和空块率显著提高，每年1.5tb的区块链数据输出量超过了大多数节点机的硬盘容量。

基于这1.5tb的数据，区块链浏览器和钱包服务提供商可能会扩大10倍，达到15tb，这远远超出普通机器/数据库的磁盘容量。

除了扩容，另一个解决方案是隔离见证网和闪电网。

2隔离见证和闪电网络

Segwit是将事务的签名数据与事务数据分离，用于解决可伸缩性攻击。

比特币交易主要由两部分数据组成。其中一部分是交易数据，负责记录比特币的来源和目的地。

另一部分是见证数据，它由一些加密的数据组成，以证明这些事务请求是真实的。

中本在设计比特币时，直接将这两部分信息放在区块中，这样一个区块就不能承载更多的交易信息。

如果“见证数据”被隔离，区块链只记录交易数据，一个区块可以承载更多的交易。

闪电网络解决方案是在比特币网络中增加一个“闪电网络”，

原比特币链中金额较小的交易转入本闪电网进行处理，完成后记录到原链中。这是一个链外交易，以加快交易速度。以太坊也有一个类似的解决方案叫做Raiden网络。

假设比特币区块是一辆每10分钟在固定时间发车的公共汽车，

当想乘车的人超过了公共汽车的载客量时，那些上不了车的人就得等下一辆了。我们的目标是让更多的人乘坐，也就是说，携带更多的交易。

比特币区块链本身可以根据交易速率优先完成交易。如果您想快速完成转账等功能，可以设置较高的服务费。

这类似于公车，让高价买票的人先上车，而不想付高价票的人只能等到坐公交车的人少了再说。

隔离证人说我们在车后面放了一个赛格威特行李箱，所有乘客都要把背包和行李放在上面，

由于个人物品的缺乏，每个人占用的空间更小，所以公交车可以载更多的人，载客量也越来越大。

闪电网可以理解为在公交线路旁架设一条铁路，让上不了车的人可以直接上火车，这样就解决了人太多要坐公交（贸易）、车太小的问题。

隔离目击者和闪电网络在技术上是可行的，但也存在许多问题。由于闪电网的交易并不等同于比特币的点对点链交易，而且大多数比特币交易场景并不适合闪电网络，因此不能将闪电网络等两层网络视为比特币的扩展方案。

如果闪电网络部署成功，大支付中心也会出现问题，这违背了比特币作为点对点支付系统的初衷。