区块链交易：从签名到确认
了解区块链交易的工作原理，从数字签名到网络确认和最终结算。
区块链交易是指数据或资产通过去中心化网络从一个参与者转移到另一个参与者的过程。区块链交易通常与比特币和以太坊等加密货币联系在一起，是去中心化账本技术（DLT）的关键组成部分。但当交易发生时，其底层究竟发生了什么？
让我们详细了解一下——从加密签名到区块链上的最终确认。概括来说，区块链交易包含以下几个阶段：
- 交易创建和签名： 发送方发起交易并使用私钥对其进行“签名”，以证明其拥有转移数字资产的权限。
- 广播： 签名后的交易会被广播到点对点区块链网络。
- 验证： 网络节点（维护区块链的计算机）会验证交易的真实性和格式是否正确。
- 打包： 根据网络共识机制，经过验证的交易会被矿工（在工作量证明系统中）或验证者（在权益证明系统中）编译到区块中。
- 确认： 一旦包含交易的区块被添加到区块链中，该交易即被确认。已确认。随着更多区块的添加，确认数也会增加。
这些步骤中的每一个都涉及复杂的技术，以确保透明度、安全性和不可篡改性，这些都是区块链系统的核心优势。在本详细指南中，我们将逐步了解每个阶段，帮助您从头到尾理解区块链交易的实际运作方式。
每笔区块链交易都始于数字签名。这种加密过程确保了交易的真实性和完整性。其工作原理如下：
私钥和公钥加密
每个区块链用户都拥有一个私钥和一个对应的公钥。私钥必须只有所有者知道，而公钥可以公开共享。当您希望在区块链上发送资产或信息（例如加密货币）时，您需要使用您的私钥对交易进行“签名”。这将生成一个唯一的数字签名。
网络上的其他节点随后将使用您的公钥来验证该签名。
如果交易与签名数据匹配，则可以确定该交易已获得私钥所有者的授权，并且未被篡改。区块链交易结构
区块链交易通常包含以下组件：
- 输入： 关于发送方如何获得要转移的资金或资产的信息（例如，之前的交易 ID）。
- 输出： 目标地址和要发送的金额。
- 数字签名： 证明发送方已授权该交易。
- 公钥： 允许网络参与者验证签名。
在比特币等网络中，此数字签名过程遵循椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA)。
另一方面，以太坊经常使用 SECP256k1 方案。签名的重要性
如果没有数字签名，区块链将缺乏任何验证交易合法性的机制。签名将交易与发送者的私钥绑定，从而确保其他人无法伪造或篡改交易。
安全注意事项
私钥必须安全存储，通常使用硬件钱包、安全软件钱包或其他加密机制。如果私钥泄露，恶意行为者可以发起几乎无法撤销的欺诈交易。
只有经过签名的交易才会被区块链节点接受进行验证。这确保了去中心化，防止双重支付，并增强了整个网络的安全性。
本质上，签名阶段是任何区块链交易流程中的授权步骤。没有它，系统就无法实现无需信任或安全。
区块链交易一旦被正确签名，便进入验证阶段。此时，交易会被广播到更广泛的区块链网络，等待其他网络参与者（称为验证者或矿工，具体取决于共识算法）的确认。
网络广播
签名后，交易会被发送到区块链网络中的一个节点。该节点随后会将交易以涟漪效应的方式传播或广播给其他节点。
因此，所有节点都会收到交易副本并开始验证它。验证检查
每个节点都会独立检查交易，以确保：
- 交易结构确实有效（格式正确）。
- 数字签名正确，并且可以通过发送方的公钥进行验证。
- 发送方有足够的资金/资产进行转账（通过过往交易验证）。
- 相同的输入之前未被花费过（防止双重支付）。
只有符合所有标准的交易才会被视为有效，并排队等待打包到区块中。
共识模型
区块链网络使用共识机制来达成交易有效性的共识。两种最流行的模型是：
- 工作量证明 (PoW)： 矿工们竞相解决复杂的数学难题。获胜的矿工会将一个区块添加到区块链中，并获得奖励。
- 权益证明 (PoS)： 验证者根据其质押的代币数量进行选择。与 PoW 相比，他们提出并确认区块的过程能耗更低。
在这两种模型中，目标相同：将合法交易包含在区块链中，同时拒绝无效或恶意交易。
交易池 (Mempool)
已验证的交易不会立即被确认。它们通常会进入一个名为“交易池”的临时暂存区，在那里等待被选中并包含在区块中。
费用较高的交易通常会被矿工或验证者优先处理，因为它们能提供更好的激励。待处理交易 vs 已确认交易
内存池中的交易被视为“待处理”状态。只有当包含该交易的区块被成功挖出或验证并添加到区块链账本后，它才会变成“已确认”状态。
这种分布式验证机制使区块链能够抵御欺诈和中心化控制。通过要求多个独立节点达成共识，区块链在去中心化生态系统中维护了信任。
