比特币源码解读之区块确认

(本文使用的是比特币v0.1.0版本 点击下载源码)

• 区块重复性检查
  • 区块是否在区块链中，如果在则返回失败
  • 区块是否在孤立区块中，如果在则返回失败
• 区块基本检查
  • 检查区块大小、时间戳
  • 检查交易、PoW和MerkleRoot
• 根据区块前一区块进行处理
  • 如果前一区块不存在区块链中，则将前一区块加入孤立区块
  • 如果前一区块不存在区块链中，则尝试接受区块
    • 接受区块
    • 处理孤立区块和当前区块的关系，并尝试接受孤立区块

本文主要描述矿工挖到区块或者收到“block”消息后进行的区块处理。主要包含区块有效性检查，孤立区块处理以及当前区块处理等（ps：本文暂不涉及工作量证明以及共识， 这两方面内容再后续文章中介绍）
流程图如下所示：

本文主要描述bool ProcessBlock(CNode pfrom, CBlock pblock)函数的功能。

区块重复性检查

区块是否在区块链中，如果在则返回失败

1. uint256 hash = GetHash();
2. if (mapBlockIndex.count(hash))
3. return error("AcceptBlock() : block already in mapBlockIndex");

区块是否在孤立区块中，如果在则返回失败

1. if (mapOrphanBlocks.count(hash))
2. return error("ProcessBlock() : already have block (orphan) %s", hash.ToString().substr(0,14).c_str());

区块基本检查

1. if (!pblock->CheckBlock())
2. {
3. delete pblock;
4. return error("ProcessBlock() : CheckBlock FAILED");
5. }

检查区块大小、时间戳

1. // Size limits
2. if (vtx.empty() || vtx.size() > MAX_SIZE || ::GetSerializeSize(*this, SER_DISK) > MAX_SIZE)
3. return error("CheckBlock() : size limits failed");
5. // Check timestamp
6. if (nTime > GetAdjustedTime() + 2 * 60 * 60)
7. return error("CheckBlock() : block timestamp too far in the future");

检查交易、PoW和MerkleRoot

1. // First transaction must be coinbase, the rest must not be
2. if (vtx.empty() || !vtx[0].IsCoinBase())
3. return error("CheckBlock() : first tx is not coinbase");
4. for (int i = 1; i < vtx.size(); i++)
5. if (vtx[i].IsCoinBase())
6. return error("CheckBlock() : more than one coinbase");
8. // Check transactions
9. foreach(const CTransaction& tx, vtx)
10. if (!tx.CheckTransaction())
11. return error("CheckBlock() : CheckTransaction failed");
13. // Check proof of work matches claimed amount
14. if (CBigNum().SetCompact(nBits) > bnProofOfWorkLimit)
15. return error("CheckBlock() : nBits below minimum work");
16. if (GetHash() > CBigNum().SetCompact(nBits).getuint256())
17. return error("CheckBlock() : hash doesn't match nBits");
19. // Check merkleroot
20. if (hashMerkleRoot != BuildMerkleTree())
21. return error("CheckBlock() : hashMerkleRoot mismatch");

根据区块前一区块进行处理

如果前一区块不存在区块链中，则将前一区块加入孤立区块

此种情况，表示区块链出现分叉或者网络延迟导致的，则需要发送“getblocks”获取最长链中缺少的区块信息。

1. if (!mapBlockIndex.count(pblock->hashPrevBlock))
2. {
3. printf("ProcessBlock: ORPHAN BLOCK, prev=%s\n", pblock->hashPrevBlock.ToString().substr(0,14).c_str());
4. mapOrphanBlocks.insert(make_pair(hash, pblock));
5. mapOrphanBlocksByPrev.insert(make_pair(pblock->hashPrevBlock, pblock));
7. // Ask this guy to fill in what we're missing
8. if (pfrom)
9. pfrom->PushMessage("getblocks", CBlockLocator(pindexBest), GetOrphanRoot(pblock));
10. return true;
11. }

如果前一区块不存在区块链中，则尝试接受区块

1. if (!pblock->AcceptBlock())
2. {
3. delete pblock;
4. return error("ProcessBlock() : AcceptBlock FAILED");
5. }
6. delete pblock;

接受区块

“接受区块”包含区块重复性检查，前一区块有效性区块，时间戳检查，工作量证明；当这些条件检查通过后，将区块写入磁盘并加入到区块链中。（加入到区块链具体在后续“比特币源码解读之共识”一文中介绍）

1. bool CBlock::AcceptBlock()
2. {
3. // Check for duplicate
4. uint256 hash = GetHash();
5. if (mapBlockIndex.count(hash)) // 当前区块重复性检查
6. return error("AcceptBlock() : block already in mapBlockIndex");
8. // Get prev block index
9. map<uint256, CBlockIndex*>::iterator mi = mapBlockIndex.find(hashPrevBlock);
10. if (mi == mapBlockIndex.end()) // 前一区块有效性检查
11. return error("AcceptBlock() : prev block not found");
12. CBlockIndex* pindexPrev = (*mi).second;
14. // Check timestamp against prev
15. if (nTime <= pindexPrev->GetMedianTimePast()) // 时间戳检查
16. return error("AcceptBlock() : block's timestamp is too early");
18. // Check proof of work
19. if (nBits != GetNextWorkRequired(pindexPrev)) // 工作量检查
20. return error("AcceptBlock() : incorrect proof of work");
22. // Write block to history file
23. unsigned int nFile;
24. unsigned int nBlockPos;
25. if (!WriteToDisk(!fClient, nFile, nBlockPos)) // 区块写入磁盘中
26. return error("AcceptBlock() : WriteToDisk failed");
27. if (!AddToBlockIndex(nFile, nBlockPos)) // 加入到区块链中
28. return error("AcceptBlock() : AddToBlockIndex failed");
30. if (hashBestChain == hash) // 如果该区块链式最长链，则广播消息
31. RelayInventory(CInv(MSG_BLOCK, hash));
33. return true;
34. }

处理孤立区块和当前区块的关系，并尝试接受孤立区块

1. vector<uint256> vWorkQueue;
2. vWorkQueue.push_back(hash);
3. for (int i = 0; i < vWorkQueue.size(); i++)
4. {
5. uint256 hashPrev = vWorkQueue[i];
6. for (multimap<uint256, CBlock*>::iterator mi = mapOrphanBlocksByPrev.lower_bound(hashPrev);
7. mi != mapOrphanBlocksByPrev.upper_bound(hashPrev);
8. ++mi)
9. {
10. CBlock* pblockOrphan = (*mi).second;
11. if (pblockOrphan->AcceptBlock()) // 尝试接受孤立区块
12. vWorkQueue.push_back(pblockOrphan->GetHash());
13. mapOrphanBlocks.erase(pblockOrphan->GetHash());
14. delete pblockOrphan;
15. }
16. mapOrphanBlocksByPrev.erase(hashPrev);
17. }

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作者：雨后的蚊子

原文链接：http://www.360bchain.com/article/130.html