
区块、哈希与默克尔树
理解区块链,可以从数据如何组织开始。区块集中记录交易等信息,并通过密码学哈希引用前一区块,形成有先后关系的历史记录。哈希可理解为数据的摘要:修改数据会改变摘要,从而使原有引用关系无法保持。
比特币开发者指南还介绍了默克尔树:交易哈希逐层汇总为一个根哈希。这种结构支持使用少量中间哈希验证某笔交易是否包含在区块中。包含证明回答的是记录是否存在于该区块,不能单独替代对交易规则的完整验证。

节点、共识与分叉
节点承担数据传播和验证等工作。共识机制解决分布式网络如何依据共同规则确定账本历史的问题。比特币使用工作量证明,并在有效的候选链之间依据累计工作量选择历史;以太坊使用权益证明,由验证者参与区块提议和验证。

共识不意味着所有节点在每个瞬间看到完全相同的数据。网络传播存在时间差,也可能出现竞争区块,因此需要区分交易被广播、被纳入区块与获得更强确认。理解这一点,才能解释短暂分叉和历史调整。
交易、签名与状态模型
交易表达一次按协议规则处理的请求,数字签名用于验证相应授权。验证授权与验证交易有效性是不同环节:签名正确,也仍需满足余额、可支配输出等条件。
不同系统组织资产记录的方式不同。比特币采用未花费交易输出,即UTXO模型,交易消耗此前的可用输出并生成新输出;以太坊使用账户及相关状态记录。前者可以从“哪些输出尚可使用”理解,后者可以从“账户和程序状态如何变化”理解。
智能合约、虚拟机与费用
以太坊技术文档将智能合约描述为部署到网络、可被调用的程序。以太坊虚拟机负责按规则执行程序,交易执行会影响网络维护的状态。费用用于为计算等资源消耗定价,也提高滥用资源的成本。
这些概念适用于支持相应执行环境的区块链,不能把以太坊的程序运行方式直接套用到所有系统。智能合约能自动执行既定逻辑,但执行一致并不代表代码没有错误。
常见问题:链上记录是否绝对不可更改
哈希关联使修改历史留下可检测的变化,共识规则和资源成本进一步限制重写历史。因此,“难以篡改”需要结合具体网络的安全条件理解,不宜解释为无条件的绝对保证。区块链能够验证链上记录是否符合协议规则,现实世界输入的信息是否真实,则需要额外的核验机制。