打开区块链技术的大门，带你了解比特币区块链的数据结构

区块链是当下的一个热门词汇，对于区块链技术你有了解多少呢？或许你知道区块链技术其实就是分布式账本技术，是一种互联网数据库技术，其特点是去中心化、公开透明，让每个人均可参与数据库记录。它是如何实现的呢？那么我们就要谈到区块链技术的数据结构啦。

开始谈区块链技术之前，我们要了解一个计算机数据结构的基础知识——哈希指针。在计算机语言中指针的意思是某个数据的地址。哈希指针是某数据的地址及该数据哈希值的结合。在《基于默克尔树的SPV证明》一文中比特猫已经简单聊过区块链的链式结构，即新产生的区块中包含一项哈希指针指向前一个区块。区块链的第一个区块是创世区块。正是因为哈希指针的使用确保了比特币的防篡改特性。这是因为假设第K个区块被篡改，那么用第K个区块数据生成的哈希值就不能和第K+1个区块记录的哈希值匹配。

一个完整的区块包含以下数据：

（1） 神奇数：神奇数为0xD9B4BEF9，这是一个固定值，作为区块之间的分隔符；

（2） 区块大小：该字段之后的区块的大小，单位为字节；

（3） 区块头：包含版本号、前一个区块的哈希指针、默克尔树根、时间戳、工作量证明的目标特征值、Nonce；

（4） 交易个数：记录了当前区块的交易个数；

（5） 交易记录。

神奇数、区块大小、交易个数的概念都比较好理解，重点聊一聊区块头的各项数据和交易记录的各项数据。

区块头包含以下数据：

（1） 版本号：生成该区块所用的比特币协议版本；

（2） 前一个区块的哈希指针：当前区块通过保存前一个区块的哈希指针指向前一个区块，前一个区块指向更前一个区块，这样便形成了一个链式结构，这也是区块链的由来；

（3） 默克尔树根：在《基于默克尔树的SPV证明》一文中比特猫聊过默克尔树，在此不再赘述，注意的一点是默克尔树的叶子节点和交易记录是一一有序对应的；

（4） 时间戳：比特币的时间戳是Unix时间戳，即从1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）开始所经过的秒数，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，该数据正是用于调整挖矿难度的；

（6） Nonce：运行比特币挖矿程序的矿机不断对区块进行hash运算，如果生成的hash值不是以规定个数的0开头，则增加Nonce值，继续运算hash值。即Nonce是一个挖矿特征数据。

一条完整的交易记录包含以下数据：

（1） 交易生成时间；

（2） 交易的hash指针：指向该交易所花费的比特币所在交易的哈希指针；

（3） 交易记录索引编号：本次交易的索引编号；

（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） 输入地址数量；

（7） 输出地址数量；

（8） 数字签名；

（9） 版本号：生成该交易所用的比特币协议版本；