區(qū)塊鏈的工作流程主要包括如下步驟。

①發(fā)送節(jié)點(diǎn)將新的數(shù)據(jù)記錄向全網(wǎng)進(jìn)行廣播。

②接收節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的數(shù)據(jù)記錄信息進(jìn)行檢驗(yàn)，比如記錄信息是否合法，通過(guò)檢驗(yàn)后，數(shù)據(jù)記錄將被納入一個(gè)區(qū)塊中。

③ 全網(wǎng)所有接收節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊執(zhí)行共識(shí)算法(工作量證明、權(quán)益證明等。

④區(qū)塊通過(guò)共識(shí)算法過(guò)程后被正式納入?yún)^(qū)塊鏈中存儲(chǔ)，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)均表示接受該區(qū)塊，而表示接受的方法，就是將該區(qū)塊的隨機(jī)散列值視為最新的區(qū)塊散列值，新區(qū)塊的制造將以該區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)進(jìn)行延長(zhǎng)。

節(jié)點(diǎn)始終都將最長(zhǎng)的區(qū)塊鏈視為正確的鏈，并持續(xù)以此為基礎(chǔ)驗(yàn)證和延長(zhǎng)它。如果有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)廣播不同版本的新區(qū)塊，那么其他節(jié)點(diǎn)在接收到該區(qū)塊的時(shí)間上將存在先后差別，它們將在先收到的區(qū)塊基礎(chǔ)上進(jìn)行工作，但也會(huì)保留另外一個(gè)鏈條，以防后者變成長(zhǎng)的鏈條。該僵局的打破需要共識(shí)算法的進(jìn)一步運(yùn)行，當(dāng)其中的一條鏈條被證實(shí)為是較長(zhǎng)的一條，那么在另一條分支鏈條上工作的節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)換陣營(yíng)，開(kāi)始在較長(zhǎng)的鏈條上工作。以上就是防止區(qū)塊鏈分叉的整個(gè)過(guò)程。

所謂“新的數(shù)據(jù)記錄廣播”，實(shí)際上不需要抵達(dá)全部的節(jié)點(diǎn)。只要數(shù)據(jù)記錄信息能夠抵達(dá)足夠多的節(jié)點(diǎn)，那么將很快地被整合進(jìn)一個(gè)區(qū)塊中。而區(qū)塊的廣播對(duì)被丟棄的信息是具有容錯(cuò)能力的。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有收到某特定區(qū)塊，那么該節(jié)點(diǎn)將會(huì)發(fā)現(xiàn)自己缺失了某個(gè)區(qū)塊，也就可以提出自己下載該區(qū)塊的請(qǐng)求。

現(xiàn)在我們都知道了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)里的記賬者是節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)記錄記到數(shù)據(jù)區(qū)塊里，為了鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)記賬，系統(tǒng)會(huì)按照規(guī)則隨機(jī)地對(duì)記賬的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。那么如何保證不會(huì)有人制造假數(shù)據(jù)記錄或者說(shuō)如何保證造假數(shù)據(jù)記錄不被通過(guò)驗(yàn)證?這就涉及時(shí)間戳。這也正是區(qū)塊鏈與眾不同的地方。區(qū)塊鏈不僅關(guān)注數(shù)據(jù)區(qū)塊里的內(nèi)容，也關(guān)注數(shù)據(jù)區(qū)塊本身，把數(shù)據(jù)區(qū)塊的內(nèi)容與數(shù)據(jù)區(qū)塊本身通過(guò)時(shí)間戳聯(lián)系起來(lái)。時(shí)間戳為什么會(huì)出現(xiàn)?這是由區(qū)塊鏈的性質(zhì)規(guī)定的。節(jié)點(diǎn)把數(shù)據(jù)記入了區(qū)塊，因此一個(gè)區(qū)塊就相當(dāng)于一頁(yè)賬簿，每筆數(shù)據(jù)在賬簿中的記錄可以自動(dòng)按時(shí)間先后排列，那么賬簿的頁(yè)與頁(yè)怎么銜接起來(lái)?也就是說(shuō)，這一個(gè)區(qū)塊與下一個(gè)區(qū)塊的繼承關(guān)系如何斷定就成為問(wèn)題。于是時(shí)間戳就出現(xiàn)了。

時(shí)間戳的重要意義在于其使數(shù)據(jù)區(qū)塊形成了新的結(jié)構(gòu)。這個(gè)新的結(jié)構(gòu)使各個(gè)區(qū)塊通過(guò)時(shí)間線(xiàn)有序連接起來(lái)，形成了一個(gè)區(qū)塊的鏈條，因此才稱(chēng)為區(qū)塊鏈。區(qū)塊按時(shí)間的先后順序排列使賬簿的頁(yè)與頁(yè)的記錄也具有了連續(xù)性。通過(guò)給數(shù)據(jù)記錄印上時(shí)間標(biāo)簽，使每一條數(shù)據(jù)記錄都具有唯一性，從而使數(shù)據(jù)記錄本身在區(qū)塊和區(qū)塊上的哪個(gè)位置上發(fā)生可以被精確定位且可回溯，也給其他的校驗(yàn)機(jī)制協(xié)同發(fā)揮作用提供了極大的便利和確定性，使整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)能夠確定性地驗(yàn)證某條數(shù)據(jù)記錄是否真實(shí)。由于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是公開(kāi)的，意味著系統(tǒng)知道過(guò)去發(fā)生的所有數(shù)據(jù)記錄，而任何新的數(shù)據(jù)記錄都繼承于過(guò)去的數(shù)據(jù)記錄，因?yàn)檫^(guò)去的數(shù)據(jù)記錄是真實(shí)的，而且鏈條的各個(gè)區(qū)塊記錄由時(shí)間戳連接起來(lái)使之環(huán)環(huán)相扣，所以如果想要制造一個(gè)假的數(shù)據(jù)記錄，就必須在區(qū)塊鏈上修改過(guò)去的所有數(shù)據(jù)記錄。盡管在挖礦的過(guò)程中，形成了多個(gè)鏈條，但因?yàn)樽铋L(zhǎng)的那個(gè)被誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)所控制，所以想要修改過(guò)去的數(shù)據(jù)記錄，首先就要從頭構(gòu)造出一個(gè)長(zhǎng)度比之前最長(zhǎng)的那個(gè)還要長(zhǎng)的鏈條，在這個(gè)新的鏈條超過(guò)原來(lái)的那個(gè)鏈條后，才能制造雙重支付的虛假數(shù)據(jù)。然而隨著時(shí)間推移，制造新鏈條的難度和成本都是呈指數(shù)級(jí)上升的，而且隨著鏈條越來(lái)越長(zhǎng)，其難度也變得越來(lái)越大，成本也就越來(lái)越高。同時(shí)，因?yàn)槿ブ行幕脑O(shè)置，區(qū)塊鏈的各個(gè)核心客戶(hù)端同時(shí)又是服務(wù)器，保存了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的完整數(shù)據(jù)，因此使對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的攻擊很難像對(duì)傳統(tǒng)的中央處理節(jié)點(diǎn)那樣有效，一般情況下很難對(duì)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成重大沖擊。最終，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)難以攻破的、公開(kāi)的、不可篡改數(shù)據(jù)記錄和制造虛假數(shù)據(jù)的誠(chéng)實(shí)可信系統(tǒng)。

區(qū)塊鏈保證數(shù)據(jù)安全、不可篡改以及透明性的關(guān)鍵技術(shù)包括兩個(gè)方面：一是數(shù)據(jù)加密簽名機(jī)制;二是共識(shí)算法。在數(shù)據(jù)加密簽名機(jī)制中，首先，要有一個(gè)私鑰，私鑰是證明個(gè)人所有權(quán)的關(guān)鍵，比如證明某人有權(quán)從一個(gè)特定的錢(qián)包消費(fèi)數(shù)字貨幣，是通過(guò)數(shù)字簽名來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其次，要使用哈希(Hash)算法。哈希散列是密碼學(xué)里的經(jīng)典技術(shù)，把任意長(zhǎng)度的輸入通過(guò)哈希算法計(jì)算，變換成固定長(zhǎng)度的由字母和數(shù)字組成的輸出，具有不可逆性。共識(shí)算法是區(qū)塊鏈中節(jié)點(diǎn)保持區(qū)塊數(shù)據(jù)一致、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，現(xiàn)有的主流共識(shí)算法包括工作量證明(PoW)、權(quán)益證明(PoS)、瑞波共識(shí)協(xié)議(RCP)等。以PoW為例，是指通過(guò)消耗節(jié)點(diǎn)算力形成新的區(qū)塊，是節(jié)點(diǎn)利用自身的計(jì)算機(jī)硬件為網(wǎng)絡(luò)做數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行交易確認(rèn)和提高安全性的過(guò)程。交易支持者(礦工)在電腦上運(yùn)行比特幣軟件不斷計(jì)算軟件提供的復(fù)雜的密碼學(xué)問(wèn)題來(lái)保證交易的進(jìn)行。作為對(duì)他們服務(wù)的獎(jiǎng)勵(lì)，礦工可以得到他們所確認(rèn)的交易中包含的手續(xù)費(fèi)，以及新產(chǎn)生的比特幣。