比特币:比特币全节点同步太慢?不用全节点也可验证支付的 SPV 机制

比特币自诞生以来,就因浪费电力资源为人所诟病,但其强大的算力是必要过程,很难找到更好的方式来代替。随着它出现的年头越来越久,在其底层技术区块链上参与交易的人也越来越多,分布式账本的内容量急剧扩张,中本聪设置的一个区块 1 MB 的存储量使得交易过程和交易速度有了限制。例如,目前比特币主链的区块数据高达 200 多 G ,对普通用户而言,存储量实在过大。因此,下载整个账本成了令人头痛的一件事。能不能不下载整个账本,只找与自己相关的部分呢?换句话说,找个过滤器,把没用的都留在外面。于是出现了 SPV 机制。

声音 | 分析师Joseph Young:比特币有充分的理由成为避险资产:加密货币分析师Joseph Young发推表示,在贸易争端导致地缘风险不断加剧的情况下,比特币有充分的理由成为一种避险资产。这种理由并不一定是因为价格,而是因为支撑这一资产类别的基础设施正在迅速改善。[2019/5/15]

01 SPV 机制

金色财经现场报道比特币资深研究人士肖磊:比特币是赚的上帝的钱:金色财经现场报道,在2018中国区块链高峰论坛以“用什么姿态拥抱区块链”的圆桌论坛上,比特币资深研究人士肖磊表示,“比特币从代码创造到万亿市值,比特币是赚的上帝的钱,区块链行业不存在价值投资,是价值的转移,价值的重新分配。[2018/5/20]

SPV 全称“ Simplified Payment Verification ”,常见翻译为简单支付验证。其目的是为了验证某笔交易是否存在,但并不能验证交易的合法性,这需要进行两步操作,第一步是确认交易支付是否被验证过,第二步是计算得到了多少确认数。中本聪在论文里提及了这一概念:

BitMex:比特币价格下跌是完全正常的:根据BitMex分析显示,比特币价格下跌是完全正常的,在金融领域比特币并不是唯一有下跌趋势的。查看过去几年的标普指数图可以发现,比特币走势和标普看起来非常相似。比特币价格与标普指数之间有许多相关点。高点,低点和横盘格局几乎完美排列。这表明比特币价格并不是唯一波动的。尽管媒体并未突出这一点,但是即使是传统投资领域也有相似的走势。在过去的六个月里,标普指数和比特币价格变化相近。它们在同一时间出现上升趋势,也在同一时间下跌,且自2018年初以来都出现波动性增长。[2018/3/29]

简单而言就是:假如小黑给大白转了一个比特币,大白怎么才能知道币已经交易完成了呢?在去中心化的系统里找证人那是不太可能的。按照传统的办法就是:大白需要下载下来所有的区块链账本,然后找到小黑的账户,先瞅瞅它之前是不是有这样一个比特币,并且有没有转给大白的记录。仅仅是第一步,就使得大白的存储量要爆掉。每个比特币的区块容量是 1 MB ,区块头只有 80 KB ,因此只需要下载区块头就可以节省很多空间。区块头和区块体究竟是什么呢?把区块头比做人的头部,里面存储着区块的头信息,如哈希值、时间戳等;而区块体则类似于人的整个身体,存储着这个区块的详细数据,如具体交易信息。区块头包含在区块体中。也就是说一个区块头尽管有哈希值,但下载了区块头后大白仍无法知道交易记录在哪个区块里,这时候就需要拿着交易 ID 去找全节点查一下,是否有且在哪一个区块里。

02 SPV 的支付验证过程咦,那万一矿工和小黑联合起来大白怎么办?这时候 SPV 机制就派上用场了。如果矿工说小黑转过来了,但其实并没有。那么为了圆谎他必须伪造更多的交易,使得这些交易能得到和自己区块头里同样的哈希值。但由于哈希的技术特性,改变后的数据要想和原始数据得出一样的哈希值,那是很难实现的。总之, SPV 整个交易过程是这样的:第一步,确认交易支付是否被验证过。首先计算待验证支付的交易哈希值,把区块头从区块链网络上保存至本地,再从区块链获取待验证支付对应的默克尔树哈希认证路径。对比获得的哈希值与自己的是否一致,若一致,则证明支付真实有效。第二步,验证得到了多少确认数。根据该区块头所处的位置,确定该支付已经得到的确认数量。完成这两步,交易支付验证就完成了。

03 小结SPV 机制不仅节省了储存空间,减少了 P2P 网络带宽的浪费,使得普通用户在没有下载完整数据的情况下也可以操作,而且也给查账带来了极大方便。但是,由于 SPV 没有完整的区块数据,是无法验证交易不存在的,这种情况很容易导致双花的情况出现,而随机链接节点也有可能受到网络的恶意攻击。

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