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      Home 經濟 數字貨幣

      科普比特幣全節點同步太慢?不用全節點也可驗證支付的SPV機制

      2022 年 2 月 27 日
      in 數字貨幣
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      隨著它出現的年頭越來越久,在其底層技術區塊鏈上參與交易的人也越來越多,分佈式賬本的內容量急劇擴張,中本聰設置的一個區塊 1 MB 的存儲量使得交易過程和交易速度有瞭限制。
      因此,下載整個賬本成瞭令人頭痛的一件事。能不能不下載整個賬本,隻找與自己相關的部分呢?換句話說,找個過濾器,把沒用的都留在外面。
      於是出現瞭 SPV 機制。

      01 SPV 機制

      SPV 全稱“ Simplified Payment Verification ”,常見翻譯為簡單支付驗證。其目的是為瞭驗證某筆交易是否存在,但並不能驗證交易的合法性,這需要進行兩步操作,第一步是確認交易支付是否被驗證過,第二步是計算得到瞭多少確認數。
      中本聰在論文裡提及瞭這一概念:
      在不運行全節點時也依然有可能對交易進行驗證,用戶隻需要保留最長鏈上的所有的區塊頭數據。
      簡單而言就是:
      假如小黑給大白轉瞭一個比特幣,大白怎麼才能知道幣已經交易完成瞭呢?在去中心化的系統裡找證人那是不太可能的。
      按照傳統的辦法就是:大白需要下載下來所有的區塊鏈賬本,然後找到小黑的賬戶,先瞅瞅它之前是不是有這樣一個比特幣,並且有沒有轉給大白的記錄。僅僅是第一步,就使得大白的存儲量要爆掉。
      每個比特幣的區塊容量是 1 MB ,區塊頭隻有 80 KB ,因此隻需要下載區塊頭就可以節省很多空間。
      區塊頭和區塊體究竟是什麼呢?
      把區塊頭比做人的頭部,裡面存儲著區塊的頭信息,如哈希值、時間戳等;而區塊體則類似於人的整個身體,存儲著這個區塊的詳細數據,如具體交易信息。區塊頭包含在區塊體中。
      也就是說一個區塊頭盡管有哈希值,但下載瞭區塊頭後大白仍無法知道交易記錄在哪個區塊裡,這時候就需要拿著交易 ID 去找全節點查一下,是否有且在哪一個區塊裡。


      02 SPV 的支付驗證過程
      咦,那萬一礦工和小黑聯合起來騙大白怎麼辦?
      這時候 SPV 機制就派上用場瞭。
      如果礦工說小黑轉過來瞭,但其實並沒有。那麼為瞭圓謊他必須偽造更多的交易,使得這些交易能得到和自己區塊頭裡同樣的哈希值。但由於哈希的技術特性,改變後的數據要想和原始數據得出一樣的哈希值,那是很難實現的。
      總之, SPV 整個交易過程是這樣的:
      第一步,確認交易支付是否被驗證過。
      首先計算待驗證支付的交易哈希值,把區塊頭從區塊鏈網絡上保存至本地,再從區塊鏈獲取待驗證支付對應的默克爾樹哈希認證路徑。
      對比獲得的哈希值與自己的是否一致,若一致,則證明支付真實有效。
      第二步,驗證得到瞭多少確認數。根據該區塊頭所處的位置,確定該支付已經得到的確認數量。
      完成這兩步,交易支付驗證就完成瞭。

      03 小結
      SPV 機制不僅節省瞭儲存空間,減少瞭 P2P 網絡帶寬的浪費,使得普通用戶在沒有下載完整數據的情況下也可以操作,而且也給查賬帶來瞭極大方便。
      但是,由於 SPV 沒有完整的區塊數據,是無法驗證交易不存在的,這種情況很容易導致雙花的情況出現,而隨機鏈接節點也有可能受到網絡的惡意攻擊。
      你認為 SPV 還有什麼優點和缺點嗎?歡迎在留言區分享你的觀點。


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