深入理解企业级区块链Quorum和IPFS最新章节_周兵著

4.4.3
区块的验证和链接

当一个节点成功地构造出一个新的候选区块（计算出了正确的Nonce随机数）后，节点会将这个候选区块在P2P网络中传播，每一个节点转发这个区块到其节点之前，会进行一系列的验证，没有通过验证的区块会被节点拒绝收录和传播。每个节点都将按照以下检查项对新区块进行验证：

检查区块头部，验证PoW的Nonce值是否符合难度值；
检查Merkle树根是否正确；
检查区块Size是否小于区块Size的上限；
第一笔交易必须是Coinbase交易，有且只能有一个Coinbase交易；
验证每个交易是否合法有效。

src/validation.cpp中的区块验证代码如下：

bool CheckBlock(const CBlock& block, CValidationState& state, const Consensus::Params& consensusParams, bool fCheckPOW, bool fCheckMerkleRoot)
{  
if (!CheckBlockHeader(block, state, consensusParams, fCheckPOW))
return false;

// 验证Merkle根
if (fCheckMerkleRoot) 
{
bool mutated;
uint256 hashMerkleRoot2 = BlockMerkleRoot(block, &mutated);
if (block.hashMerkleRoot != hashMerkleRoot2) 
return state.DoS(100, false, REJECT_INVALID, "bad-txnmrklroot", true, "hashMerkleRoot mismatch");

// 检查Merkle树的延展性 (CVE-2012-2459): 侦测即使在区块Merkle根没有被改变的情况下，如发现有重复的交易则依然拒绝该区块
if (mutated)
return state.DoS(100, false, REJECT_INVALID, "bad-txns-duplicate", true, "duplicate transaction");
}

// Size 限制
if (block.vtx.empty() || block.vtx.size() * WITNESS_SCALE_FACTOR > MAX_BLOCK_WEIGHT || ::GetSerializeSize(block, PROTOCOL_VERSION | SERIALIZE_TRANSACTION_NO_WITNESS) * WITNESS_SCALE_FACTOR > MAX_BLOCK_WEIGHT)
return state.DoS(100, false, REJECT_INVALID, "bad-blk-length", false, "size limits failed");

// 第一笔交易必须是coinbase交易，且其他位置不能是coinbase交易
if (block.vtx.empty() || !block.vtx[0]->IsCoinBase())
return state.DoS(100, false, REJECT_INVALID, "bad-cb-missing", false, "first tx is not coinbase");
for (unsigned int i = 1; i < block.vtx.size(); i++)
if (block.vtx[i]->IsCoinBase()) 
return state.DoS(100, false, REJECT_INVALID, "bad-cb-multiple", false, "more than one coinbase");

// 检查交易
for (const auto& tx : block.vtx)
if (!CheckTransaction(*tx, state, true))
return state.Invalid(false, state.GetRejectCode(), state.GetRejectReason(), strprintf("Transaction check failed (tx hash %s) %s", tx->GetHash().ToString(), state.GetDebugMessage()));
}

当区块通过验证后，节点把这个新区块转发给邻近节点，并把这个区块收录到本地存储中，区块的链接就算完成了。如果这个节点是一个挖矿节点，节点将基于这个新区块的头部哈希值重新构造新的区块，并基于新区块的数据信息开始新一轮的挖矿。

如果一个区块被拒绝，那么发起这个区块的矿工不但得不到任何奖励，还会损失挖矿所付出的电费以及硬件成本。比特币价格的逐步上涨将吸引更多的矿工加入，这会导致挖矿的难度和挖矿的成本增加，大大增加了矿工的“作恶”成本，所以矿工会严格按照系统的规定进行操作。比特币价格越坚挺，系统将越健壮，恶意节点也将越少。

4.4.3 区块的验证和链接

4.4.3
区块的验证和链接