致密区块(Compact block): 比特币全节点用户的福音

致密区块中继（Compact block relay），即BIP152（比特币改进提议），这种方案能够减少p2p网络节点广播区块所需的带宽数量。

概要

当全节点之间已共享许多相同内存池（mempool）内容时，使用简单的技术，就可能减少将新区块广播至全节点所需的带宽数量。发送方节点向接收方节点发出致密区块“概要内容”，这些概要内容包含以下这些信息：

1. 新区块的80字节区块头；

2. 缩短交易标识符（txids），其目的是为防止拒绝式服务攻击；

3. 一些发送节点预测的，但接受对等节点不具备的完整交易；

接收方节点将尝试使用接收到的信息，以及在其内存池（memory pool）当中的交易，来重新构建整个区块。如果它仍然缺失某些交易，它将请求广播节点。

而这种方法的优点，是交易数据仅需在最佳的情况下进行发送（当它们在初始广播当中），其大幅度地降低了总带宽。

此外，致密区块中继提议，还提供了第二种操作模式（称为高带宽模式），其中接收方节点，直接请求它的一些对等节点来发送新的区块，而无需先获得许可，这可能会增加带宽（因为在同一时间内，两个对等节点可能会发送同一个区块），但它进一步降低了区块传播的时间。

下图显示了当前节点发送区块，以及致密区块中继这两种操作模式。

传统的中继方式，一个区块（灰色长条）是由节点A负责验证，然后节点A将发送一条inv消息到节点B ，以请求允许发送这个区块。节点B回复区块的请求（getdata），然后节点A发送区块。

在高带宽中继中，节点B使用了sendcmpt(1) （发送致密区块）来告诉节点A，它想要尽快接收区块。当一个新的区块抵达时，节点A会执行一些基本的验证（例如验证区块头），然后自动将区块头、缩短交易 标识符（txids）以及预测缺失交易（如上所述）发送给节点B。节点B尝试重新构建区块，并请求任何仍处于丢失状态（getblocktxn）的交易，它们是由节点A发送（blocktxn）的。在此背景下，在将区块添加到各自的区块链副本之前，两个节点都完成了完整的区块验证，并和以前一样保持了相同的全节点安全性。

在低带宽中继中，节点B使用了sendcmpt（0）来告诉节点A，它想要尽量减少带宽的使用。当一个新的区块抵达时， 节点A会完整验证它（因此它不会中继任何无效区块）。然后它会询问节点B是否想要区块（inv），这样，如果节点B已从另一个对等节点收到了区块，它就可 以避免再次下载。如果节点B不想要区块，它要求在致密模式下（getdata(CMPCT)）进行，节点A发送区块头、缩短交易标识符（txids）以及预测丢失交易。节点B试图重建区块，请求仍处于丢失的交易，而节点A发送这些交易。然后节点B完整验证这些区块。

快速中继网络的因素如何考虑？

快速中继网络（FRN）由两部分组成：

1. 目前在快速中继网络中的节点集合。

2. 快速区块中继协议（FBRP）。

目前在快速中继网络（FRN）中的节点，都是经过精心挑选的。这些节点的故障将导致挖矿算力的浪费，并导致挖矿的进一步集中化。目前，有大多数挖矿算力已连接到该网络。

最近，一些矿工已经在测试部署一个UDP，以及被称为RN-NextGeneration的向前纠错（FEC）协议。使用致密区块的协议层改进，将缩小节点网络和一般P2P网络之间的性能差距。P2P网络增加的稳固性以及区块广播的速度，将对网络在未来的发展中发挥作用。

这货能扩展比特币么？

致密区块的目的是为节点减少带宽峰值，提高用户网络体验。然而，当前比特币挖矿所集中存在的压力，很大一部分存在于区块广播的延迟，正如下面的视频描述。致密区块版本1，它的主要目的，不是为了解决扩展比特币这个问题。

https://www.youtube.com/watch?v=Y6kibPzbrIc

谁会从致密区块中受益？

想要中继交易，但网络带宽却有限的全节点用户。如果你只想尽可能地节约带宽，同时仍能够将区块中继给对等节点，目前在Bitcoin Core v0.12. 版本软件当中，已启用了blocksonly模式。在blocksonly模式下，节点只接受被包含在区块当中的交易，因此它不会接受额外的交易。

降低p2p网络的区块广播时间，能够创建一个更为健康的网络。

致密区块的编码、测试、审查以及部署的时间表是什么？

首个版本的致密区块已经在BIP152提出了，并且有了一个工作实施，已有开发者社区在积极进行测试。

BIP152：https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0152.mediawiki

参考实现：https://github.com/TheBlueMatt/bitcoin/tree/udp

它能适应更快的p2p中继吗？

致密区块方案可以有其他的改进，这涉及到了RN-NG以及两个方面：

1. 首先，用UDP传输来取代TCP区块信息传输。

2. 第二，使用向前纠错（FEC）的代码，来丢弃数据包和预测的发送丢失交易数据。

这是一个新的想法么？

使用布鲁姆过滤器来改进区块广播的方案（ bloom filters）在若干年前就已经提出了，Pieter Wuille (sipa)在2013年时就在尝试这种方案。

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