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比特币网络大小很难测量，因为它随时都在变化，而且没有一个中央权威机构。有些人通过研究给了一些估计：往高说，每个月可能有100万个IP地址成为比特币网络的节点（也可能是临时成为节点）。往低说，大约只有5 000~10 000节点永远在线并处理交易。这个数字有点出乎意料得小，但是截至本书完成时，并没有证据表明永远在线的节点数量在升高或降低。
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图3.9 区块传播时间
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注：展示了区块被网络中不同数量（百分比）的节点接受所花费的时间。
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资料来源: Yonatan Sompolinsky和Aviv Zohar, 加快比特币交易的传播速度 (Accelerating Bitcoin’s Transaction Processing,2014)。可从下述网址获得https://eprint.iacr.org/2013/881。数据由Yonatan Sompolinsky和Aviv Zohar授权使用
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存储空间需求
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完全有效的节点必须永久在线，这样才能接收到所有的交易数据。一个节点离线时间越久，当它重新连接到网络的时候，就需要越多时间来更新所有交易。这些节点还需要把完整的共识区块链都存储下来，也需要有好的网络连接，确保可以接收到所有交易并将其转播给其他节点。目前的存储空间大约要几十个GB（见图3.10），一台台式机就能满足要求。
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最后，完全有效节点必须维护在交易中产生的（交易的输出）、未被消费掉的比特币的完整列表，这个列表最好放在内存而非硬盘里，这样，在接收到一个交易信息的时候，节点才能快速查看、运行脚本，验证签名是否有效，然后把交易放入交易池。到2014年年中，大约有4 400万的交易被纳入区块链，其中有1 200万个交易产生的比特币没有被使用。还好，这个数据不大，可以很容易地放进1G内存里。
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图3.10 区块链的大小
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注：全节点必须保持整个区块链，在2015年年底，区块链大小在50GB以上。
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轻量节点
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除了完全有效节点之外，还有一种轻量节点(nightweight nodes)，或者称为轻客户端，也叫简单付款验证（Simple Payment Verification，简称SPV）客户端。事实上，在比特币系统里的大部分节点都是轻量节点。这些节点不会存储整个比特币区块链，它们只存储它们所关心的、需要进行核验的部分交易。如果你使用一个钱包软件，那里面就会有一个SPV节点，这个节点只会下载向你的账户付款的交易及区块头部。
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一个SPV节点的安全等级远不如全节点。它可以核验那些很难被挖到的区块——因为它有区块头部数据，但它不能核验一个区块里所有交易记录的有效性——因为它没有所有的交易历史记录，也没有那些未被消费的比特币的列表。SPV节点只验证那些和它们相关的交易，所以它们必须依赖那些全节点去验证网络上的其他所有交易。这虽然是一种安全性上的妥协，却不是个坏主意：轻量节点依赖全节点去处理那些比较难的工作，但当某个区块由于某些原因未被矿工挖出来时（挖矿成本巨大），这些轻量节点也会做一些核验来确保这个区块不会被拒绝。
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作为一个SPV节点可以节省很多资源。区块头部的大小只是整个区块链的千分之一。所以轻量节点不需要几十G的存储空间，只需要几十MB即可，即使一部智能手机也能成为比特币网络的轻量节点。
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比特币是一个开源协议，比特币网络一定是由实现方式各不相同的软件系统在无缝交互。这样，即使有些软件系统有缺陷，也不至于使整个比特币网络瘫痪。比较好的现象是，人们用不同的语言不断地重新实现协议，有些人用C++、有些人用Go语言，还有不少人用其他语言。不好的现象是，绝大部分的节点都会调用比特币官方客户端的资源库（bitcoind library），这个库是比特币核心代码开发者们用C++开发的库，而且有些节点用的是过时的版本。所以，即使在同一时间，大家运行的客户端都略有不同。
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[1]竞态条件也可理解为紊乱情况。——译者注
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区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 [:1703863924]
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区块链技术驱动金融：数字货币与智能合约技术 3.6 限制与优化
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最后我们要谈一下比特币协议的一些内在限制，以及优化的难度。在比特币2009年刚问世的时候，它的协议有许多内在的硬性限制，那是因为在那时没有人会想到它会发展成一个重要的国际货币。比如每个区块的平均时间、块的大小、每个区块的签名数目、切分性、比特币总量、区块奖励结构等。
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比特币的总体数量与记账奖励很可能永远都不会改变，因为那样经济影响太大。矿工与投资人都在比特币现有的框架内投入巨资，如果这个框架改变了，会对他们产生巨大冲击。所以，社区基本达成共识，不管这些特性好或不好，都不应该改变。
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但其他一些方面的改善可以让所有人受益——因为一些初始设计事后来看确实不太合理。其中最主要的是比特币系统的交易处理能力。每秒钟比特币网络到底可以处理多少交易？这个硬伤来自对区块大小的硬性规定，每个区块大小限定在1MB，每个交易大约是250字节，所以每块最多容纳4 000个交易。平均每隔10分钟，有一个矿工获得记账权利，所以每秒钟只能处理7个交易，这就是比特币网络的交易处理能力！似乎改掉这些限制只是需要改掉源代码的某些常数这么简单，实际上却并不容易，后面我们会简单分析一下原因。
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比特币的交易处理能力到底属于什么水平？和前主流的一些信用卡公司相比，比特币这个处理能力实在太低了。我们可以做一下比较：维萨（Visa）平均每秒处理2 000笔交易，峰值每秒处理10 000笔交易。贝宝（PayPal）的交易处理能力比维萨弱，但峰值时每秒也能处理100笔交易。比特币无法处理这种量级的交易。
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