作者|三黎
出品|白話區塊鏈（ID：hellobtc）
比特幣自誕生以來，就因浪費電力資源為人所詬病，但其強大的算力是必要過程，很難找到更好的方式來代替。
隨著它出現的年頭越來越久，在其底層技術區塊鏈上參與交易的人也越來越多，分散式賬本的內容量急劇擴張，中本聰設定的一個區塊 1 MB 的儲存量使得交易過程和交易速度有了限制。
例如，目前比特幣主鏈的區塊資料高達 200 多 G ，對普通使用者而言，儲存量實在過大。因此，下載整個賬本成了令人頭痛的一件事。能不能不下載整個賬本，只找與自己相關的部分呢？換句話說，找個過濾器，把沒用的都留在外面。
於是出現了 SPV 機制。
01 SPV 機制
SPV 全稱“ Simplified Payment Verification ”，常見翻譯為簡單支付驗證。其目的是為了驗證某筆交易是否存在，但並不能驗證交易的合法性，這需要進行兩步操作，第一步是確認交易支付是否被驗證過，第二步是計算得到了多少確認數。
中本聰在論文裡提及了這一概念：
在不執行全節點時也依然有可能對交易進行驗證，使用者只需要保留最長鏈上的所有的區塊頭資料。
簡單而言就是：
假如小黑給大白轉了一個比特幣，大白怎麼才能知道幣已經交易完成了呢？在去中心化的系統裡找證人那是不太可能的。
按照傳統的辦法就是：大白需要下載下來所有的區塊鏈賬本，然後找到小黑的賬戶，先瞅瞅它之前是不是有這樣一個比特幣，並且有沒有轉給大白的記錄。僅僅是第一步，就使得大白的儲存量要爆掉。
每個比特幣的區塊容量是 1 MB ，區塊頭只有 80 KB ，因此只需要下載區塊頭就可以節省很多空間。
區塊頭和區塊體究竟是什麼呢？" target="_blank" rel="nofollow noreferrer noopener">區塊頭和區塊體究竟是什麼呢？
把區塊頭比做人的頭部，裡面儲存著區塊的頭資訊，如雜湊值、時間戳等；而區塊體則類似於人的整個身體，儲存著這個區塊的詳細資料，如具體交易資訊。區塊頭包含在區塊體中。
也就是說一個區塊頭儘管有雜湊值，但下載了區塊頭後大白仍無法知道交易記錄在哪個區塊裡，這時候就需要拿著交易 ID 去找全節點查一下，是否有且在哪一個區塊裡。
02 SPV 的支付驗證過程
咦，那萬一礦工和小黑聯合起來騙大白怎麼辦？
這時候 SPV 機制就派上用場了。
如果礦工說小黑轉過來了，但其實並沒有。那麼為了圓謊他必須偽造更多的交易，使得這些交易能得到和自己區塊頭裡同樣的雜湊值。但由於雜湊的技術特性，改變後的資料要想和原始資料得出一樣的雜湊值，那是很難實現的。
總之， SPV 整個交易過程是這樣的：
第一步，確認交易支付是否被驗證過。
首先計算待驗證支付的交易雜湊值，把區塊頭從區塊鏈網路上儲存至本地，再從區塊鏈獲取待驗證支付對應的默克爾樹雜湊認證路徑。
對比獲得的雜湊值與自己的是否一致，若一致，則證明支付真實有效。
第二步，驗證得到了多少確認數。根據該區塊頭所處的位置，確定該支付已經得到的確認數量。
完成這兩步，交易支付驗證就完成了。
03 小結
SPV 機制不僅節省了儲存空間，減少了 P2P 網路頻寬的浪費，使得普通使用者在沒有下載完整資料的情況下也可以操作，而且也給查賬帶來了極大方便。
但是，由於 SPV 沒有完整的區塊資料，是無法驗證交易不存在的，這種情況很容易導致雙花的情況出現，而隨機連結節點也有可能受到網路的惡意攻擊。
