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第 7 章-已通过 0/10 道测验

节点:规则的检查者

节点通过独立拒绝无效交易和区块,让比特币(Bitcoin)用户掌握主动权。

  • 区分全节点、修剪节点和轻客户端
  • 解释节点验证什么,以及它不能做什么

快速解答

比特币全节点做什么?

它自行根据规则检查每个区块和每笔交易,并拒绝任何无效内容,即使这些内容来自强大的矿工。

全节点和轻客户端有什么区别?

全节点自己验证规则;轻客户端则依赖其他节点完成大部分检查。修剪节点会进行完整验证,但会丢弃旧的区块数据。

比特币(Bitcoin)节点能窃取或花费你的币吗?

不能。节点无法花费你的币,但运行节点本身并不能保证隐私,也无法保护你免受网络层面的攻击。

谁在运行节点

个人、企业、交易所、矿工,或任何想要直接验证比特币的人都可以运行节点。全节点会下载并验证区块链,同时保留 UTXO 集。修剪节点验证相同的规则,但会丢弃旧的区块数据。轻客户端在部分数据上信任服务器,而不是自己验证所有内容。

节点验证什么

全节点在接受每笔交易和每个区块之前,都会独立对照相同的规则进行检查。网络实验室模拟了一个简化版本(仅限 P2WPKH 签名)。

全节点在接受任何交易或区块之前会检查什么

每笔交易

  • 格式正确至少有一个输入和一个输出,且大小在限制范围内。
  • 币存在且尚未花费每个输入都指向一个真实且尚未花费的输出。没有币被重复花费。
  • 所有者已授权签名和见证数据满足每枚币的锁定条件(P2PKH、P2SH、SegWit、Taproot)。
  • 不能凭空造币输出总额不得超过输入总额(只有下文介绍的 coinbase 交易能创造新币);每个金额都在 0 到 2100 万 BTC 之间。
  • 时间锁已到期交易或其输入设置的任何锁定时间或相对延迟都已到期。
  • 新币已成熟通过挖矿(mining)产生的币,必须再经过 100 个区块才能花费。

每个区块

  • 足够的工作量证明区块头的哈希(hash)低于当前目标值。
  • 难度正确目标值符合调整规则,每 2,016 个区块重新计算一次。
  • 建立在已知区块之上它指向该节点已经接受的父区块。
  • 时间戳合理晚于前 11 个区块时间戳的中位数,且比节点时钟最多超前 2 小时。
  • 内容与区块头相符Merkle root(以及 SegWit 见证承诺)与区块内的交易相符。
  • 符合区块限制总权重最多为 4,000,000 个单位,签名操作次数也在限制范围内。
  • 矿工给自己的奖励正确区块中恰好有一笔 coinbase 交易,位于区块首位,领取的金额不超过区块补贴加手续费。补贴每 210,000 个区块减半;正是这一机制确保了 2100 万的总量上限。
  • 每笔交易都通过检查每笔交易都通过上述交易检查,并且没有两笔交易花费同一枚币。

选择链

  • 有效链中累计工作量最多的获胜节点跟随累计工作量证明最多的有效链;如果出现累计工作量更大的有效链,就会切换过去,即发生链重组。无效链无论有多少工作量都会被忽略。

本地策略:该节点转发什么

这不是共识规则。每个节点自行设置策略;不符合策略的交易,如果被矿工纳入区块,仍可能是有效的。

  • 最低费率费率过低的交易不会被保留或转发。
  • 仅限标准形式不转发非标准脚本和金额极小的“粉尘”输出。
  • 替换规则替换交易支付的手续费必须高于被替换的交易(RBF)。
  • 大小和交易链限制限制交易大小,以及未确认父交易和子交易组成的长链。

只要任何一项共识检查失败,节点就会拒绝该交易或整个区块,无论是谁发送的,也无论其中包含多少工作量。

拒绝的权力

节点的权力在于拒绝无效数据。如果矿工创建的区块包含伪造签名、已花费的输入、超额补贴或无效脚本,即使矿工实实在在地消耗了能源,诚实节点也会将其忽略。这就是为什么矿工不能轻易改变供应规则:他们通过挖矿(mining)得到的将是一条其他节点不接受的链。

节点不能做什么

节点无法没收他人的币,也无法强迫合法用户向其付款。它们不控制私钥。它们的权力是防御性的:它们决定自己的比特币副本将哪些数据视为有效。运行节点也不会让你匿名,而且日蚀攻击可能会切断你与诚实节点的连接。共识不是投票,而是遵循相同规则的独立验证最终达成一致。

网络实验室

在模拟中看一看

观察节点如何拒绝带有无效签名的交易。

打开网络实验室-观察节点如何拒绝带有无效签名的交易。

你应该掌握的要点

全节点自行验证规则并拒绝无效区块,包括强大的矿工所创建的无效区块。节点不能花费你的币,但也不能保证隐私或让你免受网络层面的攻击。

先回忆,再应用

区分完整归档节点、修剪节点和轻客户端。

核对你的解释

归档全节点和修剪全节点都会验证规则;修剪节点会在验证后丢弃较早的区块数据。轻客户端验证的内容较少,部分信息依赖其他节点。

检查点

第 1 题,共 3 题

矿工提交了有效的工作量证明,但其中包含一笔签名无效的交易。你的全节点会怎么做?

第 2 题,共 3 题

与归档全节点相比,修剪节点放弃了什么?

第 3 题,共 3 题

你的全节点不能做什么?

关键术语

来源

审阅于 2026年10月25日;不构成财务建议