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新交易继续从钱包和其他应用程序流入网络。当这些交易被比特币网络中的节点看到时，它们被添加到由每个节点维护的未验证交易的临时池中，即上述交易池。当矿工打包一个新区块时，他们会从池中选择未经验证的交易由挖矿软件进行验证，验证后添加一个新区块，然后尝试使用工作量证明算法来证明这个新区块的有效性。

交易加入区块后，会根据手续费最高等条件进行优先处理。一般手续费越高，验证后交易打包越快。这时，矿工开始挖矿。一旦一个矿工挖出一个区块并将其发布到全网，其他正在挖这个区块的矿工就会知道他们输掉了这一轮的竞争，将开始挖掘新的区块。块。

挖掘新区块的步骤：

如果他找到了使区块“有效”的解决方案，他“赢得”了奖励，因为他找到的区块被添加到全球区块链中，他获得的奖励交易也变得可用。

需要注意的一点是，如果这个区块遇到双花攻击和其他类似的攻击，很可能会被废除。所以一般来说，任何有 6 个或更多确认的区块都可以被认为是不可逆的，因为使 6 个区块失效和重新计算所需的计算量是巨大的。

注意：

虽然比特币系统平均每 10 分钟产生一个区块，或者等到 6 个区块挂在后面，但交易可以完全确认被全网接受，不会被丢弃。但这样的延迟对于小额交易来说太长了。因此，商家可能会在没有任何确认的情况下接受有效的小额交易。因为交易本身的金额比较小，即使是亏损，损失也不大，在商户可以承受的范围内。

完成了从交易创建到交易打包成区块的过程，我们再进一步看看节点之间的通信和信息交换是如何进行的。

首先，我们知道比特币是根据互联网之上的点对点网络架构设计的。因为网络中的每个节点都是平等的，即既可以充当客户端又可以充当服务器，网络是一个扁平的拓扑结构，这样它们就在一个网状网络中相互连接。

“比特币网络”是指运行比特币P2P协议的节点集合。除了比特币 P2P 协议外，比特币网络还包括其他协议，例如 Stratum，用于挖矿、轻量级或移动钱包。基于比特币协议访问比特币网络的托管路由器提供这些附加协议，将网络扩展到运行其他协议的节点。我们使用“扩展比特币网络”来指代整个网络，包括比特币 P2P 协议、矿池挖矿协议、Stratum 协议以及任何其他连接比特币系统组件的相关协议。

虽然比特币 P2P 网络中的节点相互对等网上投资比特币可靠吗，但根据支持的功能，它们可能扮演不同的角色。比特币节点是功能的集合：路由、区块链数据库、挖矿和钱包服务。

全节点包括四个功能如图：

常见的比特币节点类型如下图所示：

由这些节点组成的扩展比特币网络拓扑如下图所示：

虽然比特币网络通过P2P网络架构实现了去中心化，通过工作量证明的共识机制实现了良好的安全性，但这样做的缺点是其网络延迟太高。例如，比特币系统中区块的平均生成速率是 10 分钟网上投资比特币可靠吗，然后区块会延迟广播到网络上的每个节点。其中最关键的是矿工传播他们的获胜区块和下一轮竞争之间的时间。一旦这个延迟时间长了，就很容易出问题。这里举个例子，两个矿工同时挖了一个区块，然后两个矿工一起广播，一个矿工有一个小的延迟，另一个矿工的链路突然失效（也就是传播延迟可以理解为无限），此时能成功获得报酬的矿工显然是延迟最小的矿工，直接丢弃另一个矿工的区块。或者矿工修复链接后，他会更换更好的链接，让他的延迟更小。他可以选择保留区块不发布，然后再挖。如果运气好，他会很快挖到下一个区块。一个区块，然后两个区块可以一次公布，直接分叉主链。同时，由于新链比主链长，根据最长链原则，新链将成为主链。 ，则矿工一次获得两个奖励，这就是自私挖矿攻击如何利用这种延迟（矿工传播他的获胜区块与下一轮竞争之间的时间）。

于是，为了缩短矿工之间传输区块的延迟，有人开发了比特币中继网络。最初的比特币中继网络由核心开发人员 Matt Corallo 于 2015 年创建，旨在以极低的延迟实现矿工之间的区块快速同步。该网络由托管在全球 Amzon Web Service（美国亚马逊提供的一种云计算服务）基础设施上的几个特殊节点组成，用于连接绝大多数矿工和矿池。

后来，最初的比特币中继网络在 2016 年被快速互联网比特币中继引擎 (FIBRE) 取代，该引擎也是由核心开发人员马特·科拉洛 (Matt Corallo) 创建的。 FIBER 是基于 UDP 协议的中继网络，在网络节点之间传播块。 FIBER 实现了对紧凑块的优化，以进一步减少传输的数据量和网络延迟。

Falcon 是基于康奈尔大学研究的另一个中继网络（仍处于提案阶段）。 Falcon 使用“直通路由”而不是“存储转发”路由来减少延迟。此方法在收到部分块时开始传输，而不是等到收到完整块。

中继网络不能替代比特币 P2P。相反，它们是覆盖网络，可在具有特殊需求的节点之间提供额外的连接。就好像高速公路不是乡村道路的替代品，而是两条交通繁忙点之间的捷径，但您仍然需要有小径连接到高速公路。

比特币P2P网络的网络发现机制总结

以上是比特币网络的通信机制的一个情况，从交易的创建到交易信息打包到区块中，接下来介绍一下向网络广播，以及通信阐述了网络拓扑情况和节点发现机制。通过这两个方面的介绍，结合上篇博客对P2P的详细介绍，可以大致对比特币网络的特点和通信机制有一个详细的了解。我最感兴趣的是比特币中继网络，我认为应该是一种通信协议，或者是路由协议。它用于加速网络上的块同步，并最大限度地减少块广播的延迟，这可以使针对比特币区块链的许多攻击变得困难，因为许多攻击都使用这种延迟。

接下来我会找以太坊网络相关的通信机制，然后再找比特币中继网络的详细介绍，看看能不能找到一些有趣的点。如果有对区块链这方面感兴趣的朋友，欢迎多多交流~