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比特币网络

imtoken  区块链知识  2021-10-23  143  0评论

比特币采用了基于国际互联网(Internet)的 P2P(peer-to-peer)网络架构。P2P 是指位于同一网络中的每台计算机都彼此对等,各个节点共同提供网络服务,不存在“特殊“节点。每个网络节点以“扁平(flat)”的拓扑结构相互连通。在 P2P 网络中不存在任何服务端(server)、中央化的服务、以及层级结构。P2P 网络的节点之间交互运作、协同处理:每个节点在对外提供服务的同时也使用网络中其他节点所提供的服务。P2P 网络也因此具有可靠性、去中心化,以及开放性。

比特币所采用的 P2P 网络结构不仅仅是选择拓扑结构这样简单。比特币被设计为一种点对点的数字现金系统,它的网络架构即是这种核心特性的反映,也是该特性的基石。去中心化控制是设计时的核心原则,它只能通过维持一种扁平化、去中心化的 P2P 共识网络来实现。

比特币 P2P 网络中的各个节点相互对等,但是根据所提供的功能不同,各个节点的分工也不尽相同。每个比特币节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务的功能集合。一个比特币网络全节点包括四个功能:钱包、矿工、完整区块链、网络路由节点。

一些节点保有一份完整的、最新的区块链拷贝,这样的节点被称为“全节点”。全节点能够独立自主地校验所有交易,而不需借由任何外部参照。另外还有一些节点只保留了区块链的一部分,他们通过一种名为“简单支付验证(SPV)”的方式来完成交易验证。这样的节点被称为“SPV 节点”,又称“轻量级节点”。

挖矿节点通过运行在特殊设备硬件设备上的工作量证明(PoW)算法,以相互竞争的方式创建新的区块。一些挖矿节点同时也是全节点,保有区块链的完整拷贝;还有一些参与矿池挖矿的节点是轻量级节点,它们必须依赖矿池服务器维护的全节点进行工作。

用户钱包也可以作为全节点的一部分,这在桌面比特币客户端比较常见。当前,越来越多用户钱包都是 SPV 节点,尤其是运行于诸如智能手机等资源受限设备上的比特币钱包应用,而这正变得越来越普遍。

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