打开区块链技术大门，带你了解比特币区块链的数据结构

区块链是当下的热词，你对区块链技术了解多少？ 或许你知道，区块链技术其实就是分布式账本技术，一种互联网数据库技术比特币区块头存放的数据包括，其特点是去中心化、公开透明，让每个人都参与数据库记录。 它是如何实现的？ 然后我们会讲到区块链技术的数据结构。

在开始谈论区块链技术之前，我们需要了解计算机数据结构的基础——哈希指针。 在计算机语言中，指针表示一些数据的地址。 哈希指针是一段数据的地址和那段数据的哈希值的组合。 在《基于默克尔树的SPV证明》一文中，比特猫已经简单讲了区块链的链式结构，即新生成的区块包含一个指向前一个区块的哈希指针。 区块链的第一个区块是创世区块。 正是因为使用了哈希指针比特币区块头存放的数据包括，比特币的防篡改特性得到了保证。 这是因为假设第K个区块被篡改，使用第K个区块数据生成的哈希值无法匹配第K+1个区块中记录的哈希值。

一个完整的块包含以下数据：

(1)幻数：幻数为0xD9B4BEF9，是一个固定值，用作块与块之间的分隔符；

(2) Block size：该字段之后的块的大小，以字节为单位；

(3) 区块头：包括版本号、前一个区块的哈希指针、默克尔树的根节点、时间戳、工作量证明的目标特征值、Nonce；

(4)交易数量：记录当前区块的交易数量；

（五）交易记录。

幻数、区块大小、交易数量等概念比较容易理解。 我们重点关注区块头和交易记录的各种数据。

区块头包含以下数据：

(1) 版本号：用于生成区块的比特币协议版本；

(2)上一个区块的哈希指针：当前区块通过保存上一个区块的哈希指针指向上一个区块，上一个区块指向上一个区块，这样就形成了一个链式结构，这也是由来区块链；

（3）Merkle树根：Bitcat在《基于Merkle树的SPV证明》一文中讲到了Merkle树，这里就不赘述了，关注一下Merkle树的叶子节点和交易记录是一一对应；

（4）时间戳：比特币的时间戳是Unix时间戳，是从1970年1月1日（UTC/GMT午夜）开始经过的秒数，不考虑闰秒；

(5) 工作量证明的目标特征值：由于比特币的挖矿难度是动态调整的，因此该数据用于调整挖矿难度；

(6)Nonce：运行比特币挖矿程序的矿机不断对区块进行哈希计算。 如果生成的哈希值不是以指定个数的0开头，则增加Nonce值，继续计算哈希值。 即Nonce是挖掘特征数据。

完整的交易记录包含以下数据：

(1) 交易产生时间；

(2) 交易的哈希指针：指向交易花费的比特币所在交易的哈希指针；

(3)交易记录索引号：本次交易的索引号；

(4)交易输入地址：记录本次交易输出比特币的地址；

(5) 交易输出地址：记录本次交易接收比特币的地址；

(6) 输入地址个数；

(7) 输出地址个数；

(8) 数字签名；

(9) 版本号：用于生成交易的比特币协议版本；