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区块链的工作依赖于去中心化的分布式账本和共识机制来实现。首先基于去中心化的分布式账本技术构建一个分布式的节点网络，笼络众多的参与主体，而后通过共识机制进行网络治理，保证数据上传、流转等过程的可靠性、安全性，从而实现区块链的正常运行。
区块链技术基于去中心化的分布式账本运行，所有的操作记录均会通过区块链网络对外公开，该过程具有方向性，每个参与节点都保留一份完整的交易记录。若要更改账本，则需更改所有参与节点的交易记录，才能实现更改交易信息的目的。因此该分布式记账具有不可篡改性。
共识机制设置所有共识节点之间达成共识的规则与方式，不仅能有效认定区块链信息，而且能最大程度防止篡改。共识机制具备“各节点平等”和“少数服从多数”的特点，当区块链网络节点达到一定规模时，能够有效降低造假的可能性。
作为分布式网络，区块链网络中存在众多节点，而每一节点均参与了数据的维护。一旦有新的数据信息加入该网络，则所有节点都会对这一新数据进行验证，只有区块链网络各个节点间对该数据处理结果达成一致才能实现将该数据录入各自维护的区块，保证区块链网络各个节点均拥有一套完整、可信、一致的数据记录账本。区块链运行机制大致可以分为以下4个步骤。
区块链网络中不存在中心化机构对节点的信息认证。区块链运行的首要问题便是对节点的身份验证。在区块链系统中，可使用一对密钥来实现身份验证。在创建区块链网络节点时，系统会同时生成一个公钥（Public Key）和一个私钥（Private Key）。私钥用来进行数字签名，确认交易所有权；公钥是私钥基于区块链算法自动生成的。在节点使用公钥对数据进行加密后，只有使用相对应的私钥才能进行解密，而如果使用私钥进行加密，则只有使用相对应的公钥才能进行解密。因此，区块链系统基于这一对唯一匹配的公钥与私钥实现加解密及节点的身份验证，如图1-2所示。
图1-2 节点的身份验证
当区块链网络中某一个节点发起一笔交易时，该笔交易并不会立即被添加到区块链网络中。区块链系统首先会对节点交易余额进行校验，但是由于区块结构中并未记录节点账户余额，因此区块链网络基于历史交易信息的验证实现余额核实，进而确认交易。
当参与节点的交易被验证为共识结果时，参与节点获得记账权限，便会将相应数据信息纳入各自区块，在区块上加盖时间戳（Time Stamp）并记录到各自维护的区块链中，随后将该区块进行全网广播，其他节点接到广播后，也将区块记录到各自维护的区块链中，此时该笔交易信息被记录到区块链上，无法更改，如图1-3所示。值得注意的是，全网广播并非所有节点均接收到该数据信息，实际上只需要大部分节点接收到即可。一般而言，区块链网络提供相应的系统容错能力，针对那些未接收到信息的节点，可通过下载的方式获取缺失区块。
图1-3 区块链结构示意
当数据信息被记录在相应区块之后，该区块的区块头（Block Header）将被加盖时间戳，之后记录数据信息的区块与原区块基于时间戳实现串联。其中，时间戳一般是指从格林尼治时间的1970年01月01日00时00分00秒，即北京时间的1970年01月01日08时00分00秒起至现今的秒数之和，通常为一个字符序列，作为唯一标识区块时间。区块链网络中，每一个随后区块中的时间戳都会对前一个时间戳进行增强，形成一个时间递增的链条。因此，区块链包含自创世块（Genesis Block）以来的所有信息，若要篡改其中一笔交易数据，便需将该区块之后所有区块中的父区块时间戳等信息进行更改，如此大的运算量便保证了区块链技术的不可篡改，同时也使历史追溯与重现成为可能。