3.4 比特幣的區塊

現在，我們已經了解了單個交易是如何創建的，但是在第2章里提到，所有交易都是被打包放入區塊的，為什么要這么做呢？其實這是為了性能優化，如果每一個交易都要礦工單獨去達成共識，那整個系統的交易處理速度將會變得非常慢。而如果我們把大量交易組織起來放入一個區塊，得到的哈希鏈就更短，大大提高了驗證區塊鏈數據結構的效率。

區塊鏈（塊鏈）非常聰明地把兩個基于哈希值的數據結構結合起來：第一個數據結構是區塊的哈希鏈，每一個區塊都有一個區塊頭部，里面有一個哈希指針指向上一個區塊。第二個數據結構是一個樹狀數據結構，也就是以樹狀結構把區塊內所有交易的哈希值進行排列存儲。也叫梅克爾樹（請參考第1章），它以一種非常高效的形式把所有交易組織起來。為了證明某個交易在某個區塊內，可以通過樹內路徑來進行搜索，而樹的長度就是區塊內所包含的交易數目的對數（見圖3.7）。

我們在第2章中提到過（在第5章還將繼續涉及），區塊頭部還包含了挖礦謎題相關的信息。還記得，區塊頭部的哈希函數必須以一大堆零開頭才有效，此外，區塊頭部還要包含一個礦工可以修改的“臨時隨機數”、一個時間戳和一個點數（點數用來表示找到這個區塊的難度）。區塊頭部是挖礦過程中唯一哈希值化的，所以要驗證一個區塊的鏈，只要檢查區塊頭部即可。在區塊頭部唯一的交易數據是交易樹的樹根——“mrkl_root”。

每個區塊的梅克爾樹上都有一個有意思的交易，叫作幣基交易（見圖3.8）。這就類似于財奴幣里的造幣交易。這個交易創造新的比特幣，它看上去像是一個普通的交易，但有幾點不同：

1.它永遠只有一個單一的輸入與單一的輸出。

2.這個交易并不消費之前交易輸出的比特幣，因此，沒有指針指向“上一交易”。

3.這個輸出值目前大約是25個幣多一點點。這個輸出值就是礦工的挖礦收入。它由兩部分組成：一部分是獎勵的25個比特幣（獎勵在每生產210 000個區塊——大概4年——后減半），另一部分是所有交易的交易手續費。

4.還有一個特別的地方就是“幣基”參數，礦工可以放任何值進去。

這里值得一提的是，當比特幣的第一個區塊被鑄造出來的時候，該區塊的幣基參數提及了倫敦《泰晤士時報》的一則報道：2009年1月3日，財政大臣拯救銀行。這被看成比特幣發明的政治動機，同時也很好地證明了第一個區塊的打包時間是在2009年1月3日，上述報道出來之后。這也是礦工使用“幣基”參數來支持很多比特幣的不同特性。

想更好了解比特幣的區塊和交易結構，最好的辦法是自己瀏覽區塊鏈的數據，有很多網站提供數據，比如blockchain.info，在該網站上可以看到所有交易，以及每筆交易所引用的上一筆交易。由于比特幣的數據都是公開的，一些程序員已經開發出了全圖形化的展現方式。