區塊

區塊定義

在區塊鏈技術中，區塊指的是用於儲存交易資料的電腦檔案，也是區塊鏈系統的基本組成單位。每個區塊都收錄網路發生交易的重要資訊，形成永久且不可竄改的紀錄。

「區塊鏈」一詞正是源自這些區塊的結構——區塊以線性、順序方式串接，構成一條無限延展的鏈。所有區塊鏈上的交易資訊都會記錄在這些區塊中。值得一提的是，每個新產生的區塊皆透過先進加密技術與前一區塊連結，確保區塊間的安全且可驗證鏈結。

區塊鏈結構與發展歷史

由區塊串接而成的鏈會儲存自區塊鏈網路啟動以來的所有交易資料。這代表紀錄可追溯至第一個區塊，也就是創世區塊或區塊零，此基礎區塊即為整個區塊鏈的起點。

自創世區塊以來，所有已加入鏈中的確認區塊數量稱為區塊高度。這個指標有助於觀察區塊鏈網路的成熟度與發展進程。

區塊組成要素

以比特幣區塊鏈為例，區塊由多項元件組成，形成完整的交易紀錄。比特幣區塊通常含有經網路驗證的近期交易清單。每個區塊另包含標示建立時間的時間戳，以及指向上一個區塊的參照。

這個前一區塊的參照特別重要——它是前一區塊資料的加密雜湊值。此雜湊值既為區塊的唯一識別碼，也是將區塊串接成安全序列的加密鏈結。

加密鏈結與挖礦

新區塊產生時都會包含前一區塊的雜湊值，這正是實現區塊間加密串接的關鍵。這種架構使資料庫具備高度防篡改與抗攻擊能力，任何對歷史資料的更動都會破壞加密鏈結。

區塊雜湊本質上是複雜數學問題的解，每個區塊皆獨一無二，並透過挖礦程序產生。礦工競爭尋找下一區塊的有效解答，成功解題即可獲得驗證該區塊及其交易的權利。

挖礦需投入大量運算資源，成功挖出的區塊會產生新的加密貨幣作為礦工獎勵，這種激勵制度稱為區塊獎勵。這項獎勵機制促使礦工持續維護並驗證區塊鏈網路安全。

區塊競爭與孤塊

有時，兩位或多位礦工可能同時找到有效的區塊雜湊，導致兩個不同區塊同時被廣播至網路，暫時產生競爭鏈分岔。

為解決此問題，網路參與者（節點）會根據共識機制，選擇最終成為最長、累積最多「累積工作量」的鏈。另一條鏈則會被捨棄，其區塊成為過時區塊，也稱為孤塊。此機制確保網路最終僅保留唯一正本區塊鏈。

延伸應用

區塊雖然最常於加密貨幣交易領域中討論，事實上也可用於其他類型的數位資料儲存於區塊鏈系統。這種以加密鏈結組織資料的架構，能廣泛應用於金融交易以外領域，包括供應鏈管理、數位身份驗證與智慧合約執行，展現區塊鏈技術超越原本加密貨幣應用的巨大潛能。

FAQ

什麼是區塊（Block）？

區塊是區塊鏈上的資料容器，用於儲存一組已驗證的交易。當區塊填滿且經確認後，會被加入到前一個區塊的鏈上。

區塊鏈的區塊如何生成與驗證？

區塊由礦工透過解決複雜數學問題（挖礦過程）產生。區塊創建後，會經由網路驗證並在交易確認後新增至區塊鏈。

區塊有大小限制嗎？為什麼需要設定上限？

區塊最大可支援1024條執行緒，以配合GPU運算單元。這項限制有助於提升執行效率並防止系統資源耗盡。

區塊與交易（Transaction）在區塊鏈中的關聯為何？

區塊是交易的載體，多筆交易會被打包進一個區塊，區塊內含交易金額、時間戳等資訊。交易是區塊的基本單位，區塊藉由記錄和驗證交易以維持區塊鏈完整性。

什麼是區塊標頭（Block header），其包含哪些資料？

區塊標頭是區塊鏈結構中的核心部分，內含重要中繼資料，包括前一區塊雜湊值、時間戳、Merkle 根、難度、隨機數（nonce）及其他關鍵資料，以確保區塊鏈的完整性與延續性。

區塊鏈的區塊如何保障資料安全與不可變性？

區塊鏈透過雜湊加密與分散式共識機制確保資料安全。每個區塊均以加密方式與前一區塊鏈結，任何異動都會被網路偵測。分散式共識可防止資料遭竄改。