Bitcoin区块验证

目录

• 区块的生成
• 区块的验证链接
  • 验证过程
  • Merkle Tree结构
    • 二叉树
    • Merkle Tree
    • Merkle Path - 验证路径

区块的生成

• 矿工在挖矿前要组建区块

  • 将coinbase交易打包进区块

  • 将交易池中高优先级的交易打包进区块

    • 优先级 = 交易的额度 * UTXO的深度/交易的size
    • 防粉尘攻击

  • 创建区块的头部

    版本号|父区块哈希|Merkle树根|时间戳|难度值|Nonce

    ​

• 挖矿成功后，将计算出来的随机数noncet填入区块头部，向临近节点传播

区块的验证链接

验证过程

• 相邻节点收到新区快后，立即做以下检查
  • 验证Pow的nonce值是否符合难度值
  • 检查时间戳是否小于当前时间2小时（10分钟一个块）
  • 检查Merkle树根是否正确
  • 检查区块size要小于区块size的上限
  • 第一笔交易必须是coinbase的交易
  • 验证每笔交易

Merkle Tree结构

二叉树

• 树--由多个节点组成的一种数据结构

  • 每个节点存储数据
  • 根节点root
  • 父节点，子节点，兄弟节点

• 构建二叉搜索数

  • 12 5 2 18 19 15 17 16 9

    ​

  

Merkle Tree

• 防止数据篡改

• 快速验证某个交易是否存在

• 节点存储Hash值

• 从子节点构造树

  

Merkle Path - 验证路径

• 只需log2(N)个已知数，即可验证K是否被包含在区块中

  • H[^K]为查找交易

  • H[^{ABCDEFGH]和H[}MNOP]及H[^IJ] 为临近已知父节点

  • H[^L]为相邻节点交易Hash