当未来比特币交易数据非常大时，普通用户节点该怎么办

一、可扩展的支付验证网络    

    现在安装一个比特币完整的节点钱包，总共需要大概100G左右的硬盘空间，计算方法为每一个区块的大小为1M左右，乘以现在的总区块数目就是完整节点的大小了；区块链的区块是一直都会增加的，意味着全节点的大小也会无止境的增长。

    在未来由于全节点的大小变得非常大，我们普通用户是 不大可能会拥有全节点了，比特币的全节点就会变得非常少，这是我们不愿意看到的结果。

    在未来由于全节点数据量非常大，并且总的TXID在不断的增加，所以为了实现节点的去中性化，必须使用轻节点的方案。轻节点指的是按照中本聪在白皮书上写的钱包只存储高度修剪过的区块链，大致可以理解为轻节点钱包只存储与钱包主人交易相关的区块。但是这样的话会面临安全性的挑战，轻节点无法验证一个完整的区块，如果比特币网络最终由少数的全节点和挖矿节点控制，轻节点时不能发现这些少数的完整节点发起的硬分叉和双花问题的出现。

    中本聪欺诈证明（Fraud Proofs）可以作为简单支付验证（SPV）的安全策略；能解决轻节点无法验证一个完整区块链的问题。

   SPV能替代轻节点解决了无法验证完整区块链的问题后，防止少量完整节点的双花和硬分叉问题成了SPV节点是否安全的关键。

     SPV钱包有三个办法可以确认交易是否可信任 ：

     一、是如果交易的输入被发现缺少大于0的输入，那就直接判断为交易欺诈；

     二、是建立花费警告，如果交易里不含警告，就可以提高信任的概率；

     三、是完善本地交易验证规则 ；

         还有一种办法提高SPV钱包的安全性，就是对整个网络的结构做优化。其中的办法叫在节点间建立“分片过滤器（split filters）”、节点循环、布隆过滤器等。

         提高SPV节点的安全性还有一个办法就是强化SPV节点的功能。包含加入“证明者”、“证明发现者”等功能。

          比特币网络最终将变成少量的完整节点和挖矿节点，再配上大量的SPV节点，再配上一些交易中继站、和各种其他钱包组成的一个网络。这种网络结构就非常有利于扩展。

    

 

二、目前比特币所存在的问题分析

    目前比特币系统主要存在以下几大问题：

    1、处理交易量有限（主要是区块大小只有1M）；

    2、协议进化是非常缓慢的，开发非常低效；

    3、没有经历过大规模的广播风暴；

     因为比特币经历过延展性攻击辅助了一次大规模的压力测试，是在2015年末发生的。那一次攻击，因为有延展性漏洞的辅助，发送和接收了几笔比特币，但均过了超过十天才完成。那一段时间，几乎所有的比特币钱包全部崩溃了。比特币网络完全不像个可以用的样子。这里的崩溃指的是当时比特币网络完全无法正常处理交易，无论你支付多少手续费，都有大概率无法得到确认。还有，崩溃不是指真正爆炸死掉了。分析过扩展性漏洞，发现导致钱包崩溃的根本原因就是压力测试形成的广播风暴。延展性 漏洞只不过是放大了广播风暴的量级。究其原因就是目前比特币网络一秒钟最多能处理7笔交易，平均是一秒钟3笔交易，如果突然网络上发起每秒300笔的交易，网络上的节点钱包就会处于崩溃的边缘。

    通过大型网络设计的相关研究表明，在目前的比特币网络在超大规模的网络风暴下是非常容易崩溃的。

    主要原因是目前比特币的点对点网络是一种比较单一的网络。比特币的网络节点基本就是家庭电脑，公司服务器上的节点，这种节点是不具备处理超大型规模广播风暴的能力的。

    现在的互联网之所以能够处理海量的数据信息广播，是因为互联网的节点 包括了各种服务器、超级数据中心、和大量的交换机和路由器。其中交换机和路由器这种职业化的信息转接和发送机器就是处理信息广播风暴的关键设备。

     比特币目前的网络完全没有类似现在的交换机和路由器的设备，发送交易、接收交易、广播区块、接收区块，现在还完全是依靠的是家庭电脑和服务器电脑。这种网络结构不可能成长为一种大型的网络结构的。

     当比特币网络面临超级大的交易广播时，恐怕目前的比特币网络结构是无法应对的。理想上的纯粹去中心化，所有人都是对等的节点，这种网络结构是死路一条。除非我们的前程就是每秒3笔交易。

     纯粹的对等网络是无法大规模扩展，比如我们现在有大约6000个节点，服务着大约全球百万级别的用户。如果增加到一百万个节点，甚至一千万个节点，我看到那时候这种对等网络就挂掉了。

     比特币网络结构以后一定要有超级节点，就和现在的EOS设计的超级节点类似，能够处理海量的数据。它能够存储所有的数据。这可不单单存储区块链数据，它还要能承担大量的区块链浏览器和SPV钱包的数据访问的查询工作。

     比特币网络结构以后还一定要引进如互联网上的交换机和路由器一样的设备。 类似的比特币交换机和路由器就专门用来发送和转接交易，它们不需要存储区块数据。

三、比特币网络发展方向

    现在比特币网络的结构是不完善的； 一、是无法承接大规模的广播风暴；二、是这种结构本身无法扩展，也就是节点数量无法大规模增加，否则网络就会出现问题。

     就目前的网络结构无法大规模扩展网络结点这个事，其本质上就是说我们不可能有足够多的用户去运行节点，哪怕是已经有很多用户了。这个网络节点可不是仅仅指完整节点，甚至是指轻钱包节点数量也是不可能大规模的扩展的。就比如现在我们有6000多个完整节点，可能有上百万个手机等终端装有轻钱包节点，而同时在线的轻钱包可能只有数万个。如果这个在线的轻钱包数量增加到数千万个，那比特币网络就可能会无法正常工作。

 

四、解决方案

 

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