Was ist ein Bitcoin-Block, wozu dient er?

Wenn es um Bitcoin-Mining geht, fällt oft der Begriff „Blöcke“. Im heutigen Artikel nehmen wir uns die Zeit zu erklären, was ein Bitcoin-Block eigentlich ist.

Was ist ein Block?

In einem Block werden Transaktionsdatendateien dauerhaft gespeichert. Die Blöcke werden im Laufe der Zeit in einer linearen Struktur strukturiert, die als Blockchain bekannt wird.

Neue Transaktionen werden kontinuierlich zu neuen Blöcken zusammengeführt, die am Ende der Kette platziert werden. Je mehr Blöcke der Blockchain hinzugefügt werden, desto schwieriger ist es, die ältesten zu ändern oder zu entfernen, wodurch die Bitcoin-Transaktion irreversibel und unveränderlich wird. Ein Bitcoin-Block umfasst in der Regel über 500 Transaktionen. Beispielsweise hat Bitcoin Cash (ein Bitcoin Hard Fork) eine Blockgröße von bis zu 8 MB, wodurch mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeitet werden können.

Jeder Block umfasst eine Aufzeichnung der letzten Transaktionen, eine Erwähnung Ihres vorherigen Blocks und die Lösung für einen komplexen Algorithmus, der für jeden Block einzigartig ist. Ohne die richtige Lösung können dem Netzwerk keine neuen Blöcke hinzugefügt werden. Beim „Mining“ geht es darum, die Antwort zu finden, die den aktuellen Block löst.

Matherätsel haben einen hohen Schwierigkeitsgrad, aber sobald die richtige Lösung gefunden ist, kann der Rest des Netzwerks die Gültigkeit der Lösung leicht bestätigen. Es gibt mehr Lösungen, die für jeden Block als gültig angesehen werden können, aber nur eine davon muss gefunden werden, bevor der Block der Kette hinzugefügt werden kann.

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Als Belohnung für neu ausgegebene Bitcoins wird beim Lösen jedes Blocks vergeben, jeder Block zeichnet auf, welche Bitcoin-Adressen oder Skripte die Belohnungen erhalten sollen. Dieser Datensatz wird Generierungstransaktion oder währungsbasierte Transaktion genannt; wird immer die erste Transaktion sein, die im Block erscheint. Anfangs wurden 50 Bitcoins pro Blockvervollständigung generiert, und die Anzahl beträgt weiterhin alle 210.000 Blöcke (etwa vier Jahre). Das bedeutet, dass bei Block 210.000 die Blockerstellungsrate auf 25 BTC reduziert wurde und bei Block 420.000 12,5 BTC produziert werden, was mit der Fertigstellung von Block 6.930.000 zu 0 Satoshis führt.

Bitcoin-Transaktionen werden an das Netzwerk gesendet, und alle Kollegen des Absenders, die Blöcke lösen möchten, sammeln Transaktionsaufzeichnungen und fügen sie dem Block hinzu, den sie zu lösen versuchen. Miner werden aufgrund anfallender Transaktionsgebühren motiviert, Transaktionen auf ihren Blöcken zu platzieren.

Die Blockschwierigkeit wird vom Netzwerk automatisch angepasst, sodass im Durchschnitt jede Stunde ein 6-Block-Ziel gelöst wird. Alle Bitcoin-Kunden vergleichen jeden Block im Jahr 2016 (gelöst in ungefähr 2 Wochen) die generierte Zahl, um das Ziel entsprechend dem geänderten Prozentsatz anzupassen. Ein Konsens wird durch das Netzwerk erreicht und die harte Sperre wird automatisch angehoben oder gesenkt.

Wenn zwei verschiedene gültige Lösungen gleichzeitig für denselben Block gefunden werden, akzeptiert das Netzwerk die "längere" Kette von Blöcken als gültig. Die „Länge“ stellt die Kette mit der am besten passenden Schwierigkeit dar, nicht die Kette mit den meisten Blöcken. Dies geschieht, um zu vermeiden, dass sich die Kette verzweigt und mehrere Blöcke mit niedrigem Schwierigkeitsgrad generiert werden.


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Blockstruktur

Ein Block besteht aus einem Header und einem langen Array von Transaktionen.

Blockkopf
Der Header besteht aus Block-Metadaten. In einem Header gibt es drei Arten von Metadaten:

Ö vorheriger Block-Hash. In einer Blockchain erbt jeder Block vom vorherigen Block, da der Hash des vorherigen Blocks benötigt wird, um den Hash des neuen Blocks zu generieren. Somit erhält jeder Block N den Hash von Block N-1.

Bergbauwettbewerb . Damit ein Block zu einer Blockchain hinzugefügt werden kann, muss ihm ein gültiger Hash zugewiesen werden. Diese besteht aus einem Zeitstempel und einer Schwierigkeit.

DAS Merkle-Baumwurzel. Diese Datenstruktur fasst alle Transaktionen in einem Block zusammen.

Blockkennungen

Um den Block zu identifizieren, benötigen Sie einen Hash, der als digitale Signatur gilt. Dies wird durch zweimaliges Hashing des Blockheaders unter Verwendung einer Implementierung eines SHA256-Algorithmus generiert.

Wie oben erwähnt, verwendet jeder Block den Hash des vorherigen Blocks, um seinen eigenen Hash zu erstellen. Der Block-Hash repräsentiert eine eindeutige Kennung. Das bedeutet, dass keine zwei Blöcke den gleichen Hash haben.

Eine andere Möglichkeit, einen bestimmten Block zu identifizieren, ist die Höhe des Blocks. Dies repräsentiert die Position von Blöcken in der Blockchain. Im Gegensatz zu einem Hash ist die Höhe eines Blocks nicht eindeutig. Wenn es einen Blockchain-Fork gibt, können mehr Blöcke um dieselbe Position konkurrieren.

Merkle-Bäume

Ein Merkle-Baum oder binärer Hash-Baum ist eine Struktur, in der alle Transaktionen in einem Block aufgezeichnet werden.
Ein Merkle-Baum besteht aus einer Funktion, die Knotenpaare (in unserem Fall Transaktionen) rekursiv hasht, bis nur noch ein Hash übrig bleibt, der Wurzel oder Merkle-Root genannt wird. In der Bitcoin-Welt ist der kryptografische Hashing-Algorithmus, der für das Hashing verwendet wird, SHA256, und dieser wird jedes Mal zweimal angewendet.

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Fazit

Wir hoffen, dass unser Artikel einige Ihrer Fragen zu Bitcoin-Blöcken beantwortet hat. Offensichtlich gibt es noch viel über dieses System zu erklären, aber jetzt haben Sie eine umfassendere Vorstellung davon, was im Mining-Prozess vor sich geht und welchen Block es tatsächlich in der Blockchain-Struktur darstellt.