区块头是什么？区块头哈希的计算原理

区块头是区块的一部分，它包含了区块的核心信息，如区块高度、时间戳、难度值以及前一个区块的哈希等，区块头的哈希值通过特定哈希函数计算得到，用于验证区块的完整性和一致性。

区块头的结构

1、区块版本：表示区块遵循的共识规则或协议版本

2、前一个区块的哈希：用于保证区块链的连续性

3、默克尔根：由区块内所有交易通过默克尔树算法计算得到，用于保证交易完整性

4、时间戳：记录区块生成或验证时间，用于维护顺序性

5、难度值：表示挖矿或验证所需难度，用于保持链的安全性

6、随机数（Nonce）：用于保证挖矿过程的随机性和公平性

比特币中一个区块头由六个字段组成

区块头的序列化

1、每个字段转换为固定或可变长度的字节串

2、使用小端序或大端序存储字节

3、按预定顺序拼接成完整字节串

比特币区块头序列化方式

1、区块版本、时间戳、难度值、随机数为4字节

2、前一个区块哈希、默克尔根为32字节

3、按顺序拼接，区块版本+前一个区块哈希+默克尔根+时间戳+难度值+随机数

比如区块高度400000的序列化结果

00000020382b11f859c9c16e2c6e9d81426021e4ca97e694efea01000000000000000000bddddb7ef2729a5c2d0ce4e6d567e532467ea9302d798b44bdd3134fab3994ebea380462b48b0a173b283000

区块头的哈希计算

序列化后字节串可通过哈希函数生成区块头哈希值

1、哈希函数必须确定性，输入相同输出一致

2、不可逆，不能从哈希值推导原始输入

3、对输入高度敏感，微小变化产生巨大输出差异

4、抗碰撞，很难找到不同输入得到相同输出

比特币哈希计算方法

1、对序列化字节串使用SHA-256计算一次，得到32字节中间结果

2、对中间结果再使用SHA-256计算一次，得到最终32字节结果

3、将最终结果按小端序存储为十六进制字符串，作为区块头哈希

区块头应用和意义

区块头哈希用于验证区块完整性和链的连续性，难度值决定哈希寻找难度，难度越高，需要更多算力和时间找到符合条件的哈希，保证区块链的安全稳定。