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比特币源码解读之创世块的产生

分类: 文章 • 2024-09-05 21:16:40

(本文使用的是比特币v0.1.0版本 点击下载源码)

本文主要描述创世块是如何产生的，接着之前的文章《比特币源码解读之初始化》中初始化加载模块进行描述，本文主要描述创世块时间戳、创币奖励、区块信息的初始化，以及区块的存储以及区块索引的生成。
流程图如下所示：
比特币源码解读之创世块的产生

加载区块索引



    

  1. if (!LoadBlockIndex())
    2. 

  2.  strErrors += "Error loading blkindex.dat\n";
    3. 

    4. 

  4. bool LoadBlockIndex(bool fAllowNew)
    5. 

  5. {
    6. 

  6.  //
    7. 

  7.  // Load block index
    8. 

  8.  //
    9. 

  9.  CTxDB txdb("cr");
    10. 

  10.  if (!txdb.LoadBlockIndex())
    11. 

  11.  return false;
    12. 

  12.  txdb.Close();
    13. 

  13. ....
    14. 

  14. }
    15. 




判断区块索引是否为空




    

  1. // Init with genesis block
    2. 

  2. //
    3. 

  3. if (mapBlockIndex.empty())
    4. 

  4. {
    5. 

  5.  if (!fAllowNew)
    6. 

  6.  return false;
    7. 

  7. ...
    8. 

  8. }
    9. 




初始化时间戳和交易


（1）时间戳为”The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks” ，这句话正是泰晤士报当天的头版文章标题“2009年1月3日,财政大臣正站在第二轮救助银行业的边缘”。时间戳是作为存在性证明(Proof of existence)的关键参数。
（2）创世币的奖励为50BTC，输入为空，输出公钥为




    

  1. // Genesis block
    2. 

  2. char* pszTimestamp = "The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks";
    3. 

  3. CTransaction txNew;
    4. 

  4. txNew.vin.resize(1);
    5. 

  5. txNew.vout.resize(1);
    6. 

  6. txNew.vin[0].scriptSig = CScript() << 486604799 << CBigNum(4) << vector<unsigned char>((unsigned char*)pszTimestamp, (unsigned char*)pszTimestamp + strlen(pszTimestamp));
    7. 

  7. txNew.vout[0].nValue = 50 * COIN;
    8. 

  8. txNew.vout[0].scriptPubKey = CScript() << CBigNum("0x5F1DF16B2B704C8A578D0BBAF74D385CDE12C11EE50455F3C438EF4C3FBCF649B6DE611FEAE06279A60939E028A8D65C10B73071A6F16719274855FEB0FD8A6704") << OP_CHECKSIG;
    9. 




初始化区块




    

  1. CBlock block;
    2. 

  2. block.vtx.push_back(txNew);
    3. 

  3. block.hashPrevBlock = 0; 前一区块为0
    4. 

  4. block.hashMerkleRoot = block.BuildMerkleTree(); 计算交易的Merkle值
    5. 

  5. block.nVersion = 1; 版本号为1
    6. 

  6. block.nTime = 1231006505; 北京时间为2009/1/4 2:15:5
    7. 

  7. block.nBits = 0x1d00ffff; 记录本区块难度
    8. 

  8. block.nNonce = 2083236893; 随机数
    9. 



其中nNonce 的值设定使得该块的hash是以一串0开头的。对于块数据的一点点改变（比如nonce）都会引起block hash的巨大变化。由于逆向预测hash值相对应的一组bit值（hash原文）是不可行的，在尝试足够多的nonce值且计算每个nonce值相对应的block hash之后可以找到一个满足有指定数量 0 bits (0比特位) 的hash值。



HASH校验


校验交易的Merkle值和区块Hash




    

  1. assert(block.hashMerkleRoot == uint256("0x4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b"));
    2. 

    3. 

  3. assert(block.GetHash() == hashGenesisBlock);
    4. 




区块写入磁盘中


文件名为blk0001.dat，后续区块名字递增，如blk0002.dat …




    

  1. unsigned int nFile;
    2. 

  2. unsigned int nBlockPos;
    3. 

  3. if (!block.WriteToDisk(!fClient, nFile, nBlockPos))
    4. 

  4.  return error("LoadBlockIndex() : writing genesis block to disk failed");
    5. 

    6. 

  6. bool WriteToDisk(bool fWriteTransactions, unsigned int& nFileRet, unsigned int& nBlockPosRet)
    7. 

  7. {
    8. 

  8.  // Open history file to append
    9. 

  9.  CAutoFile fileout = AppendBlockFile(nFileRet);
    10. 

  10.  if (!fileout)
    11. 

  11.  return error("CBlock::WriteToDisk() : AppendBlockFile failed");
    12. 

  12.  if (!fWriteTransactions)
    13. 

  13.  fileout.nType |= SER_BLOCKHEADERONLY;
    14. 

    15. 

  15.  // Write index header
    16. 

  16.  unsigned int nSize = fileout.GetSerializeSize(*this);
    17. 

  17.  fileout << FLATDATA(pchMessageStart) << nSize;
    18. 

    19. 

  19.  // Write block
    20. 

  20.  nBlockPosRet = ftell(fileout);
    21. 

  21.  if (nBlockPosRet == -1)
    22. 

  22.  return error("CBlock::WriteToDisk() : ftell failed");
    23. 

  23.  fileout << *this;
    24. 

    25. 

  25.  return true;
    26. 

  26. }
    27. 




增加区块索引




    

  1. if (!block.AddToBlockIndex(nFile, nBlockPos))
    2. 

  2.  return error("LoadBlockIndex() : genesis block not accepted");
    3. 



其功能包含重复性区块检查、最好分支处理、新最好分支处理等等，在后续比特币源码解读之挖矿一文中介绍


上一篇： 比特币源码解读之私钥、公钥和地址


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