什麼是區塊？區塊結構深度解析

區塊是區塊鏈按順序提交的一批交易及其驗證資訊。區塊頭負責識別和連接歷史，區塊體儲存交易等資料；具體欄位會因網路而不同。

把區塊理解成普通資料夾並不準確。節點會按嚴格編碼與共識規則解析區塊，任何欄位錯誤都可能使整個區塊被拒絕。

一個區塊通常包含什麼？

區塊通常可以分成區塊頭和區塊體。區塊頭體積較小，常包含父區塊雜湊、交易資料承諾、時間或高度相關欄位，以及共識機制需要的資訊。區塊體主要儲存按順序排列的交易，某些網路還包含證明、提款或其他協議資料。

欄位名稱並不通用。比特幣區塊頭包含版本、前序區塊雜湊、默克爾根、時間、難度目標和 nonce；以太坊區塊則包含狀態根、收據根、Gas 相關欄位和執行負載等資訊。介紹一種鏈的結構時，不能直接當作所有區塊鏈的範本。

父區塊雜湊怎樣形成鏈？

每個新區塊引用其父區塊的雜湊，這讓區塊具有明確順序。舊區塊內容變化會造成雜湊變化，子區塊儲存的引用隨即失配。攻擊者若想讓替代歷史被接受，還需重建後續區塊並滿足網路共識條件。

有時同一父區塊會短暫出現兩個子區塊，形成競爭鏈頭。節點會按分叉選擇規則收斂，未被採用的分支不會繼續作為主鏈歷史。詳細過程可見區塊鏈分叉是什麼。

默克爾根怎樣彙總交易？

許多區塊鏈會先對交易計算雜湊，再兩兩組合並繼續計算雜湊，直到得到一個根值。這個值稱為默克爾根，是對整組交易及順序的緊湊承諾。

只要提供目標交易、同層相鄰雜湊和通往根節點的路徑，就能驗證該交易是否包含在這棵樹中。證明大小隨交易數量增長得較慢，適合輕量驗證。但包含證明只說明交易被某個區塊承諾，還需驗證區塊是否屬於網路認可的鏈。

狀態根和交易根有什麼區別？

交易根承諾區塊內的交易集合與順序，狀態根則承諾執行這些交易後形成的全域狀態，例如帳戶餘額和合約儲存。並非所有鏈都使用帳戶狀態根，UTXO 型網路更關注未花費輸出集合與交易歷史。

收據根、日誌 Bloom 等欄位又有不同用途。查看區塊鏈瀏覽器時，應先確認該網路的資料模型，不能把名稱中帶有根的欄位都理解為同一份交易雜湊。

區塊大小或 Gas 限制有什麼作用？

網路需要限制一個區塊可容納的資料或運算量，否則超大區塊會拖慢傳播與驗證。比特幣類網路通常按區塊權重或大小約束，以太坊類網路常按 Gas 使用量約束執行工作。

限制越寬，單個區塊可能處理更多內容，但節點頻寬、運算和儲存壓力也會增加。限制越緊，擁塞時交易會競爭有限空間。協議需要在吞吐量、去中心化參與門檻和傳播速度之間取捨。

區塊高度、確認數和最終確定怎樣區分？

區塊高度表示它在鏈中的位置，創世區塊通常記作高度 0。確認數描述某筆交易所在區塊之後又累積了多少區塊，頁面口徑可能把所在區塊本身計為第一次確認。

最終確定則是共識層概念，表示歷史被逆轉的可能性已降到協議定義的程度。不同網路的最終確定機制不同，不能簡單把同一個確認數套用到所有鏈。第一塊的特殊之處可見什麼是創世區塊。

節點收到區塊後檢查什麼？

節點會驗證區塊編碼、父區塊、資料根、共識證明和資源限制，再檢查或重新執行其中交易。只有所有必要條件都符合本地共識規則，區塊才會進入節點認可的帳本。

這解釋了為什麼區塊生產者不能單方面決定規則。生產者負責提議，驗證節點負責檢查。完整交易流程可繼續閱讀區塊鏈如何運作，各元件的整體關係則可回到區塊鏈核心概念全解。

常見問題

空區塊真的一筆交易都沒有嗎？

空區塊通常指沒有普通使用者交易，但仍可能包含建立新區塊所需的系統交易、獎勵記錄或共識資料，因此位元組內容不一定為空。

一個區塊可以同時連接兩個父區塊嗎？

傳統線性區塊鏈通常引用一個直接父區塊。採用有向無環圖或特殊合併結構的協議可能引用多個前序物件，需要按具體協議判斷。

區塊雜湊就是整個區塊檔案的雜湊嗎？

不一定。以比特幣為例，區塊雜湊來自區塊頭，而交易透過默克爾根承諾到區塊頭。不同網路的區塊識別碼計算範圍和編碼規則不同。

區塊被填滿後還能插入交易嗎？

不能直接修改已被網路接受的區塊。未進入該區塊的交易只能等待後續區塊，或在協議允許時調整費用、替換待處理交易。