区块链连接的是hash，那实际连接的到底是什么？

摘要： 您这个说法非常精准，抓住了区块链最核心的技术特征之一,我们可以深入探讨一下这个观点，区块链并不是直接将一个个“区块”连接起来，而是将每个区块中“上一个区块的哈希值”作为线索，像链条...

您这个说法非常精准，抓住了区块链最核心的技术特征之一,我们可以深入探讨一下这个观点。

区块链并不是直接将一个个“区块”连接起来，而是将每个区块中“上一个区块的哈希值”作为线索，像链条一样把它们串联起来。

下面我们来详细拆解这个过程，以及为什么哈希（Hash）是如此关键的一环。

什么是哈希（Hash）？

在理解区块链之前,我们先要明白什么是哈希。

• 定义：哈希是一种将任意长度的输入数据（比如一段文字、一个文件、一份数据）通过一种特定的算法（如SHA-256）转换成一段固定长度、看起来毫无规律的字符串（一串由数字和字母组成的字符）的过程，这个输出结果就叫做“哈希值”或“。
• 关键特性：
  1. 单向性：从哈希值几乎不可能反推出原始数据，这就像把鸡蛋煎熟,你无法把煎蛋变回生鸡蛋。
  2. 确定性：同样的输入数据，无论计算多少次,得到的哈希值永远相同。
  3. 雪崩效应：原始数据哪怕只修改一个微小的字符（比如一个标点符号），得到的哈希值也会发生天翻地覆的变化,变得面目全非。
  4. 唯一性：两个完全不同的数据几乎不可能产生相同的哈希值（概率极低）。

举个例子： 我们对 "Hello, world!" 进行SHA-256哈希计算，会得到一个固定的哈希值： dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f

如果我们把 "Hello, world!" 改成 "Hello, world?"（只加了一个问号），哈希值就变成了： 315f5bdb76d078c43b8ac0064e4a0164612b1fce77c869345bfc94c75894edd3 可以看到,两个哈希值完全不同。

区块是如何通过哈希连接成“链”的？

现在我们来看区块链的结构,每个区块都包含两个主要部分：

1. 区块体：这个区块的实际数据，比如在比特币中,是交易记录列表。
2. 区块头：包含一些元数据，其中最重要的就是 上一个区块的哈希值。

让我们用一个简单的图示来理解：

区块 A

• 区块体: ["张三转给李四 1个比特币", "李四转给王五 0.5个比特币"]
• 区块头: 包含区块A自己的哈希值（Hash_A），以及 上一个区块的哈希值（Genesis_Hash，创世块的哈希值）。

区块 B

• 区块体: ["王五转给赵六 0.3个比特币"]
• 区块头: 包含区块B自己的哈希值（Hash_B），以及 上一个区块的哈希值，这个值就是 Hash_A。

区块 C

• 区块体: ["赵六转给钱七 0.2个比特币"]
• 区块头: 包含区块C自己的哈希值（Hash_C），以及 上一个区块的哈希值，这个值就是 Hash_B。

把它们串联起来就是这样：

创世块 -> 区块 A (Hash_A) -> 区块 B (Hash_B, 指向Hash_A) -> 区块 C (Hash_C, 指向Hash_B)

你看，区块B通过区块头里的“上一个区块的哈希值”这个指针，指向了区块A，区块C又通过同样的方式指向了区块B。 这就是“区块链”这个名字的由来。

为什么这种连接方式如此重要？

这种通过哈希值连接的方式,赋予了区块链几个核心特性：

数据不可篡改性

这是区块链最强大的特性，假设现在有一个恶意的攻击者，他想篡改 区块A 里的某一条交易记录（比如把“张三转给李四 1个比特币”改成“张三转给李四 100个比特币”）。

• 后果：根据哈希的“雪崩效应”，区块A的区块体内容一旦改变，它自己的哈希值 Hash_A 就会完全变成一个新值。
• 连锁反应：由于区块B的区块头里记录的“上一个区块的哈希值”还是旧的 Hash_A，而现在区块A的真实哈希值已经变了，导致区块B的“指针”失效了，为了修复这个链条，攻击者必须重新计算区块B的哈希值（Hash_B）。
• 继续篡改：但区块B的哈希值变了，又会影响到区块C，因为区块C里记录的“上一个区块的哈希值”是旧的 Hash_B，攻击者又必须重新计算区块C的哈希值（Hash_C）。
• 工作量证明：在像比特币这样的公有链中，每个区块都需要经过大量的“工作量证明”（挖矿）才能被创建出来，攻击者想要篡改一个区块，就必须重新计算该区块之后所有区块的哈希值，并重新完成所有这些区块的“工作量证明”，这需要消耗海量的计算能力和电力,在现实中是几乎不可能完成的。

篡改任何一个区块，都会导致其后面所有区块的哈希值全部失效，形成一条断裂的“分叉链”，由于网络中大多数人都在维护着那条最长的、没有被篡改的主链,这种篡改行为很容易被网络拒绝。

顺序可追溯性

由于每个区块都明确指向前一个区块，区块链中的数据具有非常清晰的顺序，你永远可以沿着哈希值的线索，从最新的区块一直追溯到最早的创世块,查看到每一笔数据的完整历史记录。

完整性保障

每个区块的哈希值不仅依赖于其自身的数据，还依赖于前一个区块的哈希值，这意味着整个区块链的完整性是环环相扣的，只要创世块是可信的,那么整条链上的数据都可以被验证是完整且未被篡改的。

您的观点“区块链连接起来的是hash”是完全正确的。

• “连接”：指的是每个区块通过其区块头中存储的上一个区块的哈希值，像指针一样指向它的前一个区块,形成链条。
• “hash”：指的是哈希函数及其产生的哈希值，它不仅是连接的“链条”，更是保障整个系统安全、透明、不可篡改的基石。

正是因为哈希的存在，区块链才实现了去中心化的信任机制,让一个不需要中央机构背书的分布式系统能够可靠地运行。