《表2 区块头字段说明：比特币系统综述》

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《比特币系统综述》

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比特币系统采用链式结构对区块数据进行组织管理，将一个个区块链接起来。比特币区块数据大小不超过1M，包括区块头和区块体两部分，区块体保存交易信息，区块头保存区块基本信息，固定80个字节，包括版本（Version）、时间戳（Timestamp）、随机数（Nonce）、难度目标（Bits）、前一区块哈希值（PrevBlockHash）、默克尔根（MerkleRoot），区块数据结构如图3所示，区块头各个字段含义及占用字节数如表2所示。区块链系统要求每个区块必须加盖时间戳，由于比特币系统中没有中心节点，没有统一的标准时间，每个节点时间戳可能不一样，比特币系统规定最新区块时间戳要大于前面11个区块的平均时间且不超过当前网络时间两小时，所以有可能存在后一个区块时间戳比前一个区块时间戳小的情况[10]。随机数占32位，取值范围是[0，232），随机数和难度目标是共识层挖矿的重要参数。每个区块保存了前一区块头哈希值，从而将当前区块链接到比特币系统的区块链中。比特币系统使用了最简单的二叉Merkle树[11]，一个区块中第一笔交易是挖矿所得的Coinbase交易，对剩下的交易根据手续费由高到低进行排序，计算出每笔交易的哈希值作为Merkle树的叶子结点，两个叶子结点的值连在一起后再进行哈希得到父结点的值，再依次将两个父结点的值连在一起进行哈希，如此反复执行两两哈希，直到生成根哈希值，即默克尔根[12]。