共識機(jī)制

完全去中心化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，如何保證各節(jié)點(diǎn)維持區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的一致性和不可篡改性，是一個(gè)關(guān)鍵問題。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈技術(shù)采用了基于PoW的共識機(jī)制，通過在區(qū)塊計(jì)算中加入算力競爭，使分布式的節(jié)點(diǎn)可以高效地達(dá)成共識。

具體做法是在區(qū)塊計(jì)算的最后一步要求解一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使區(qū)塊的哈希函數(shù)值小于或等于某一目標(biāo)哈希值，由于哈希運(yùn)算結(jié)果的隨機(jī)性和不可逆性，找到隨機(jī)數(shù)的難度會(huì)很大。通常目標(biāo)哈希值由多個(gè)前導(dǎo)零的數(shù)串構(gòu)成。設(shè)定的前導(dǎo)零越多，目標(biāo)哈希值設(shè)定得越小，找到符合條件隨機(jī)數(shù)的難度就越大。區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過調(diào)整目標(biāo)哈希值，通常將區(qū)塊的生成時(shí)間動(dòng)態(tài)地控制在10分鐘左右。

驗(yàn)證機(jī)制

數(shù)據(jù)驗(yàn)證是區(qū)塊鏈技術(shù)極為重要的一環(huán)。所有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的參與者都要隨時(shí)監(jiān)聽新的交易與新的區(qū)塊。一旦接收到新的交易或者新的區(qū)塊均需首先驗(yàn)證它們的正確性，如果正確后再向自己的臨近節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳播。如果接收到的新交易無效，則需立即拋棄，不再將它們轉(zhuǎn)給臨近節(jié)點(diǎn)，以免浪費(fèi)計(jì)算資源。對于新交易的驗(yàn)證，根據(jù)基于區(qū)塊鏈應(yīng)用事先達(dá)成的各種驗(yàn)證協(xié)議來進(jìn)行，比如交易的格式、交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、格式的語法結(jié)構(gòu)、輸入輸出、數(shù)字簽名的正確性等。

所有的新交易數(shù)據(jù)一旦驗(yàn)證通過后，節(jié)點(diǎn)會(huì)將這些交易數(shù)據(jù)放在一個(gè)交易池中。當(dāng)節(jié)點(diǎn)確認(rèn)了上一個(gè)區(qū)塊以后，節(jié)點(diǎn)將按一定優(yōu)先級次序從交易池中選出交易計(jì)算Merkle根。節(jié)點(diǎn)通過自己強(qiáng)大的算力（工作量證明）找到符合難度目標(biāo)的隨機(jī)數(shù)后，并在第一時(shí)間將新挖出的區(qū)塊廣播給其他節(jié)點(diǎn)，以便其他節(jié)點(diǎn)確認(rèn)該區(qū)塊，并將獲得驗(yàn)證的新區(qū)塊加入到原有的區(qū)塊鏈中。