在比特币网络中，这就是我与邻居节点通信的方式！

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我是三七，今天我们继续一起阅读上一期的《精通比特币》。 今天的内容主要分为两部分：比特币交易和比特币网络。

比特币交易

比特币网络

1. 比特币交易

系统中的其他一切都是为了确保比特币交易可以在比特币网络中生成、传播和验证，并最终添加到比特币交易的全球账本（即比特币区块链）中。

—1。 比特币交易的生命周期——

比特币交易的生命周期包括：

1）交易的产生

2) 签名加密

3）全网广播

4）全网节点验证验收

5) 挖矿节点验证并加入区块 6) 被足够多的后续区块确认有效

—2。 交易遍布网络——

形成一个巨大的网络结构。 每个节点收到交易后都会进行验证，如果有效，则传播给其他节点，如果无效，则拒绝并返回。 一笔有效的交易可以在几秒钟内传遍整个网络。

比特币网络具有以下特点：

所有节点地位平等；

能够抵御攻击；

提高可靠性。

—3。 什么是 UTXO？ —

翻译过来就是“unspent transaction output”，这是一种快速计算你有多少数字资产余额的设计。

也没有余额，只有 UTXO 分散到区块链中。

数学不好

— 4. 比特币交易费用 —

这是为了在网络安全方面补偿比特币矿工。 交易费用主要是交易的大小，以千字节为单位，而不是比特币的价值。 通常，交易费用基于市场设置并在比特币网络上强制执行。

交易费用的多少会影响处理的优先级。 手续费充足的交易会更早地被包含在下一个被开采的区块中，并会更早地得到确认和验证。 交易费用大部分由钱包程序自动为您计算。

2. 比特币网络

—1。 P2P网络架构—

不知道大家有没有想到金融界的P2P借贷。 P2P的英文全称是：peer to peer。 翻译是：点对点。 所以任何点对点的关系都可以使用P2P的概念。

就是大家熟知的P2P网络架构。 当然，除了P2P网络，比特币网络还包括其他协议。 例如，Stratum 协议用于挖矿以及轻型或移动比特币钱包。

每个节点共同提供网络服务，没有“特殊”节点。 关键是，每个节点都是完全平等的。 每个节点对外提供服务，同时使用其他节点提供的服务。 如果说人人生而平等，那是需要努力的事情，而比特币网络上的节点生而平等，无需努力。

各个计算机节点的对等关系可以明确表达：

—2。 节点类型及分工——

但是他们的功能确实不一样，每个节点的分工都不一样。

一个全节点包括四个功能：网络路由节点、完整的区块链、矿工和钱包。

它还可能包含其他功能。 每个节点都参与验证和传播交易和区块信息，发现和维护与对等网络的连接。 “

其实就是每个节点都会主动连接到自己的节点，为全网服务。 这四种功能的任意组合都会产生不同的节点。 也就是说，很多节点都不是全节点。 比如我们常说的钱包，并不具备全节点的所有功能。

— 3. 扩容比特币网络 —

本身就是遵守比特币协议的节点组合。 但是，比特币协议本身的一些功能是无法实现的，比如挖矿和钱包功能。 如果需要实现功能，需要扩展比特币网络协议。 例如：很多接入比特币网络的大公司都运行基于Bitcoin Core客户端的全节点客户端，拥有完整的区块链和网络节点副本，但不具备挖矿和钱包功能。

一些用于增加上述功能的特殊协议将被添加到原有的比特币网络协议中。 扩展后的比特币网络包括各种类型的节点、网关服务器、边缘路由器、钱包客户端以及它们互连所需的各种协议。 这些扩展协议的存在使得整个比特币网络拥有了更多的功能。

— 4. 网络发现 —

为了与整个区块链网络中的节点进行协作，该节点必须主动与现有节点进行通信。 只有这样，我们才能加入比特币网络这个大家庭。 在这个新节点和现有节点之间建立连接的过程称为：网络发现。

我们可以类比为：搬家后找邻居（家里的地址就是IP地址）。

新节点如何找到它对应的节点并建立连接。

当一个新节点刚开始寻找邻居时，很难一下子找到自己的对等节点。 为了提高网络发现的效率，整个网络中有一类特殊的节点，称为：种子节点。 如果说新节点找对应节点的过程是搬家找邻居，那么种子节点就是你要去的小区居委会的阿姨。 作为居委会阿姨的种子节点，会努力帮你找到能对应到你的邻居节点。 当你找到对应的邻居节点时，阿姨就不会管你了。

他会主动把你的地址信息分享给他的邻居节点。 你邻居的邻居也会是个好人，会主动帮你把地址信息再转告他的邻居。 这个过程不断重复。 最终整个社区的人都会知道你的地址信息，也很容易找到你。

您也可以向您的邻居节点发送请求，以获取您的邻居已知的其他邻居节点的地址信息。 这样，作为一个新节点，全网所有节点都会知道你的地址，你也会知道全网每一个节点的地址。 至此，就可以找到对等节点，完成网络发现的目标。

即：节点与整个比特币网络失去联系，即离开网络。 比如你有一段时间没上班，突然不想干了比特币网络中所有节点，也就是说你离开了整个比特币网络。 每个节点都有随时加入和离开网络的自由，就像你生活在一个社区里一样，只要你想动，随时都可以动。 在这种情况下，节点之间的通信地址通常是不可靠的。 因此，比特币网络发明了自己的一套机制来应对这种情况。

在发现新的邻居节点时主动提供帮助。

注：以上网络发现实际上是节点间主动帮助的结果。

接下来，让我们看看一个节点如何知道它的邻居节点是否移动了。

节点之间需要定期发送信息来维持连接。 与人相似，如果你长时间不给一个朋友打电话或聊天，你会觉得这个朋友离开了你的朋友圈。 节点之间也是如此。 如果两个节点之间在 90 分钟内没有发送消息，则任何一个节点都可以确定其邻居节点已与网络断开连接。 这时，它可以寻找新的邻居节点。 这样的机制保证了整个比特币网络可以动态调整节点大小的增减。

—5。 SPV简单支付验证节点—

只有全节点才拥有全网区块链的完整副本，也只有全节点才具备独立验证的能力。 许多节点不具备独立验证所有节点的能力。 因此比特币网络中所有节点，将采用一种称为 SPV 的验证方法。

翻译过来就是“简单的支付验证”。 这是一种相对简单的付款验证方法。

让他帮你在完整的账本中找到这笔交易所在的区块，验证是否有这笔交易。

只保存区块头。 这样，下载任务比下载所有区块链账本要容易得多。 要知道比特币每个区块的容量是1Mb，而区块头的大小只有80Kb。

交易是通过参考它们在区块链中的深度而不是它们的高度来验证的。 简单来说，检查是否有 6 个块叠加在一个块的顶部。 如果是，则证明交易确实发生了。