區塊鏈（Blockchain） 可簡單形象化地可理解為很多分散在世界各地的區塊（Block）以 "鏈"（Chain）的形式串連在一起，就猶如一串鐵鏈一樣，由很多小鐵環串成一條鐵鏈。這就是區塊鏈的形象化概念。
那麼，區塊鏈中的區塊實際上是什麼呢？以下以比特幣（BitCoin）區塊鏈中的區塊為例：
區塊（Block）
上述這張簡化版的比特幣區塊鏈圖中有三個區塊 Block 1, Block 2, Block 3.
每個區塊都包含兩個部份：區塊頭（Block Header）及區塊體（Block Body）
- 區塊頭（Block Header）
先看看區塊頭的數據結構
[cc lang="c"]
struct header_structure {
uint32_t nVersion; // 4 bytes - Version
uint8_t hashPrevBlock[32]; // 32 bytes - Previous block header hash
uint8_t hashMerkleRoot[32]; // 32 bytes - Merkle root hash
uint32_t nTime; // 4 bytes - Timestamp
uint32_t nBits; // 4 bytes - Difficulty Target
uint32_t nNonce; // 4 bytes Nonce
};
[/cc]
- 版本號（Version）
- 前一個區塊的 Hash值
- 能讓當前區塊與上一個區塊形成一個連結，而且能確保區塊的順序及過去區塊的準確性；
- 當前區塊的Hash值一定比這個Hash值小；
- Merkle Tree Root（Merkle樹根節點的Hash值）
- Timestamp 時間戳
- Difficulty Target 困難值
- 這個困難值每2016個區塊會調整一次；
- Nonce 隨機數
- 表示當前區塊工作量證明 PoW演算法進行的隨機數；
- 總區塊大小固定為80 Bytes
- 區塊體（Block Body）
- 包含了產生該區塊的所有數據，以比特幣區塊鏈為例，這裡數據即交易記錄（Transactions），並以 Merkle Tree形式表示；
在比特幣區塊中，比特幣支出和接收交易是一起記錄的，整個收支記錄包括很多筆記錄，而每一筆記錄都有自己的索引編號，方便查詢。
同時，每筆記錄中還包含了生成時間、引用交易的Hash值、交易記錄索引編號、比特幣支出地址等等的數據。而每一筆收支交易記錄都有一個 Merkle 節點 Hash值，這也是 Merkle Tree的一部份，決定了每一個地址都不能夠重複交易或被偽造。
每筆記錄的數據結構如下：
以上就是比特幣區塊鏈中區塊（Block）的結構，那剛才一直說的 Merkle Tree 又是怎麼一回事呢？
Merkle Tree
Merkle Tree 是一種用來表示 Hash 值的數據結構。它的基本結構就是 Binary Tree（二元樹），每一個非葉子節點（Node），都被標示一個 Hash 值。由於 Merkle Tree 的發明人是 Ralph Merkle，當然這就是這個資料結構的名稱由來。
他是會把每一筆交易的TxID透過SHA256做加密
HA = SHA256(SHA256(TxA))
HB = SHA256(SHA256(TxB))
HC = SHA256(SHA256(TxC))
HD = SHA256(SHA256(TxD))
如此類推，然後兩兩連接（Concat）在一起，再進行加密：
HAB = SHA256(SHA256(HA+HB))
HCD = SHA256(SHA256(HC+HD))
直至出現 Merkle Tree Root為止：
HABCD = SHA256(SHA256(HAB+HCD))
這樣就得出與上圖一樣的 Merkle Tree。
而這裡 Merkle Tree Root 也就是上面提到的頭塊頭中的 Merkle Tree Root 部份，而下面的部份就是所有的交易記錄。
創世區塊 Genesis Block
創世區塊 Genesis Block 這個名字聽起來很像很了不起的樣子，實際上就是區塊鏈的第一個區塊，結構上與鏈中其他區塊都沒差別。
那麼區塊鏈中的創世區塊 、區塊 、Mrekle Tree的關係是怎樣的？
在創建區塊鏈時，首先要建立創世區塊 Genesis Block，此時，Genesis Block 就會有屬於它的Hash值，然後使用演算法運算，得出第一個區塊 Block #1，那麼，Block #1也會有屬於它的Hash值，還記得區塊頭結構中有個叫"前一個區塊的記錄"（Hash Of Previous Block Header）嗎？沒錯，Block #1 就會把 Genesis Block的值放進這個位置，這樣，就相當於連結到前一個Block，即創世區塊 Genesis Block ，如此類推，不斷產生的區塊都使用這種方式連接起來，這樣，就形式大家耳熟能詳的區塊鏈 Blockchain了。
區塊到底能做什麼呢？每一個區塊，都能用來「記帳」，整個區塊鏈 Blockchain 串接起來就是一本完整的帳冊，所以說，區塊鏈 Blockchain 也叫做 Distributed Ledger（分散式帳本）。
慢著，上面一直在說的 Hash值又是什麼啊？
Hash
Hash 詳細解釋可查閱維基百科 雜湊函數
Hash值比較
在工作量證明 PoW時，到底是怎樣比較 Hash 值的大小？其實就是將 Hash值先轉換為 big integer再比較。
Hash值對區塊的影響
- 每個區塊的 Hash 都是不一樣的，可以通過 Hash 標識區塊；
- 如果區塊的內容變了，它的 Hash 一定會改變；
Hash的不可修改性
由於區塊與 Hash 是一一對應的，每個區塊的 Hash 都是針對"區塊頭"（Head）計算的。
上面提到，區塊頭包含很多內容，其中有當前區塊體的 Hash（注意是"區塊體"的 Hash，而不是整個區塊），還有上一個區塊的 Hash。這也意味著，如果當前區塊的內容變了，或者上一個區塊的 Hash 變了，一定會引起當前區塊的 Hash 改變。
這一點對區塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區塊，該區塊的 Hash 就變了。為了讓後面的區塊還能連到它，該人必須同時修改後面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。由於Hash 的計算非常耗時，同時修改多個區塊幾乎不可能發生，除非有人掌握了全網 51% 以上的計算能力。
正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，數據一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。
看到這裡，如果還不清楚，可以從這裡倒著向上看一次，應該就會很清楚區塊到底實際上是怎麼一回事了。
區塊是區塊鏈中的基本組成部份，每個區塊鏈的數據結構、每個在結構內包含的元素（前一個區塊的 Hash值、加密運算方式、時間戳、簽名等等）都與整個區塊、甚至整個區塊鏈息息相關，正因為這種巧妙設計，令到區塊鏈可靠性、不可逆、無法篡改的特性更為突出。而深入地了解區塊中各項的組成部份及相互之間的關係，將對接下來學習建立屬於自己的區塊鏈及應用，打下良好的基礎。
參考文章出處：
Jollen's Blog - Blockchain Developer - 認識 Genesis Block