區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù) 課件 5.4P2P在區(qū)塊鏈中的作用

P2P在區(qū)塊鏈中的作用目錄（1）為什么區(qū)塊鏈會選擇P2P作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（2）P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)類型（3）P2P在比特幣中的作用為什么區(qū)塊鏈會選擇P2P作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)因?yàn)樗菬o中心服務(wù)器的，中心服務(wù)器就意味著，當(dāng)受到攻擊的時候，中心機(jī)，整個網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)就會出現(xiàn)問題服務(wù)器一旦宕機(jī)。

而區(qū)塊鏈的核心是去中心化，這和P2P網(wǎng)絡(luò)的觀念不約而同，所以這也就是為什么區(qū)塊鏈會選擇P2P作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。P2P網(wǎng)絡(luò)的三個特性：離散性、容錯性、伸縮性比特幣P2P網(wǎng)絡(luò)根據(jù)功能不同，各節(jié)點(diǎn)可能具有不同的分工。每個比特幣節(jié)點(diǎn)都是路由、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫、挖礦、錢包服務(wù)的功能集合。一個全節(jié)點(diǎn)包括如圖所示的四個功能：錢包網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)完整區(qū)塊鏈礦工P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)類型下圖描述了擴(kuò)展比特幣網(wǎng)絡(luò)中常見的節(jié)點(diǎn)類型。網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)完整區(qū)塊鏈礦工網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)錢包獨(dú)立礦工

包含具有完整區(qū)塊鏈副本的挖礦功能、以及比特幣P2P網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)。輕量（SPV)錢包

包含不具有區(qū)塊鏈的錢包以及比特幣P2P網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。Pool服務(wù)器Startum服務(wù)器礦池協(xié)議服務(wù)器

將運(yùn)行其他協(xié)議的節(jié)點(diǎn)（例如礦池挖礦節(jié)點(diǎn)、Stratum節(jié)點(diǎn)），連接至P2P網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)路由器。網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)完整區(qū)塊鏈完整區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)

在比特幣P2P網(wǎng)絡(luò)中，包含完整區(qū)塊鏈及網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)。首先看一下P2P的整體技術(shù)點(diǎn)：（1）如何發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)（peers）在P2P網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)是最開始、最重要和最難的一部分；（2）握手協(xié)議發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之后，就要進(jìn)行握手鏈接，確定節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)議等（3）地址廣播及發(fā)現(xiàn)鏈接建立之后，就可以正常的進(jìn)行通信了；以上三點(diǎn)解決之后，基本就可以實(shí)現(xiàn)一個簡單的P2P網(wǎng)絡(luò)。P2P在比特幣中的作用當(dāng)一個新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)啟動后，為了能夠參與協(xié)同運(yùn)作，它必須至少發(fā)現(xiàn)一個其他網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)并與之建立連接。比特幣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不基于地理位置，因此可以隨機(jī)的選擇節(jié)點(diǎn)建立連接。（1）節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)（1）利用種子節(jié)點(diǎn)：

比特幣的客戶端會維護(hù)一個列表，列表中記錄了長期穩(wěn)定運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)也被稱之為種子節(jié)點(diǎn)。在比特幣里，可以通過“-dnsseed”選項(xiàng)來指定是否使用種子節(jié)點(diǎn)，該選項(xiàng)默認(rèn)是開啟的。比特幣中的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有兩種方式（2）節(jié)點(diǎn)引薦：將當(dāng)前啟動節(jié)點(diǎn)引薦給其他節(jié)點(diǎn)的方式?？梢酝ㄟ^“-seednode”選項(xiàng)指定一個節(jié)點(diǎn)的ip，之后新節(jié)點(diǎn)將和該節(jié)點(diǎn)建立連接，將該節(jié)點(diǎn)作為DNS種子節(jié)點(diǎn)，在引薦信息形成之后斷開與該節(jié)點(diǎn)的連接，并與新發(fā)現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)連接。比特幣中的節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有兩種方式節(jié)點(diǎn)A節(jié)點(diǎn)Bversionverackversionverack對等節(jié)點(diǎn)之間的初始“握手”通信（2）握手協(xié)議過程如下：節(jié)點(diǎn)向?qū)Φ裙?jié)點(diǎn)發(fā)送version消息開始握手，此消息中包含如下一些內(nèi)容PROTOCOL_VERSION：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的比特幣P2P協(xié)議的版本號；nLocalServices：節(jié)點(diǎn)支持的本地服務(wù)列表，目前僅支持NODE_NETWORK;nTime：當(dāng)前時間；addrYou：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)可見的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的IP地址。當(dāng)建立?個或多個連接后，新節(jié)點(diǎn)將?條包含IP地址的addr消息發(fā)送給其相鄰節(jié)點(diǎn)。相鄰節(jié)點(diǎn)再將此條addr消息依次轉(zhuǎn)發(fā)給它們各?的相鄰節(jié)點(diǎn)，從而保證新節(jié)點(diǎn)信息被多