比特币源代码结构和分析

一、概念

2.源码分析 2.1 src目录模块说明

来源：

bench：基于Microbenchmark（微基准测试）的代码测试模块

compat：系统适配，大小端，字节操作部分改写，glibc特定函数判断处理。

配置：配置

共识：共识模块、merkle计算、分叉规则、一致性验证。

crypto：安全模块、加密算法、哈希算法

index：读写交易比特币源码解析，查询交易数据并同步到leveldb； 包括区块链数据索引的基础类，实现了CValidationInterface的虚类。

interfaces：接口模块：事件接口（handler）、钱包功能接口（chain（为客户端提供连接状态、接收通知、费率计算、交易确认等接口）、wallet）、节点功能接口（node）；

leveldb：nosql 数据库

节点：在内存池和UTXO集合中查找币种，统计未花费的交易输出，提交交易

policy：费率标准、交易选择规则、交易规则参数定义、rbf交易选择； PS：交易流程：发起交易->交易池->交易桶->写区块

原语：构建块，输出和输入交易的签名验证

qt：qt项目

rpc：网络通信，json协议

脚本：签名、交易溯源、交易脚本....

secp256k1：椭圆曲线数字签名算法

支持：内存控制和管理，服务于内存池

测试：测试代码

单值：一致性

util：杂项、客户端、服务器环境、时间、url、错误码等。

钱包：钱包类

zmq：zeroMQ消息队列

2.2 src源文件说明

描述src目录下所有一级文件的作用

2.2.1 P2P网管：

addrdb：P2P网络地址库（peer.dat），禁止地址（banlist.dat）；

addman：地址存入内存，一步转储到peer.dat

net：网络节点管理

Net_processing：节点通信操作、广播通知、状态校验等。

Netaddress：网络地址对象

Netbase：网络通信基础类

协议：网络通讯协议

random：ssl随机数种子

Timedata：P2P网络时间同步

2.2.2 非对称密钥管理

key：调用secp256k1的公私钥处理

key_io：签名加密后重新编码

密钥库：**经理

pubkey：公钥管理

2.2.3 挖矿

init：系统初始化，各个线程的初始化

Txmempool：交易池

merkleblock：以merkletree的形式生成块体

miner：矿工从txpool中选择tx到区块中，准备写入

Pow：工作量证明算法

2.2.4 线程管理

调度器：线程调度器

Sync：死锁处理

ThreadInterrupt：线程中断

2.2.5 链

Chain：区块链对象，维护着整个链条的状态和各种参数；

Chainparams：区块链对象的一些可调参数（抗碰撞哈希函数），包括主链、公测链、私有链

Chainparamsbase：区块链对象的基本参数

Chainparamsseeds：P2P网络的DNS节点，用于解析和发现节点

检查点：链索引检查点

2.2.6 算法

Base58：编码器； 用于生成比特币钱包地址。与Base64相比，Base58没有使用数字“0”、大写“O”、大写“I”、小写“l”，以及“+”和“/” " 符号

Bench32：字符串编码器比特币源码解析，base32的变体，用于比特币地址格式的bech32

哈希：sha-256 哈希

Compressor：输出脚本压缩编码

Bloom：布隆过滤器，一种复杂度为O(1)的海量数据查询算法，用于查找区块链数据；

2.2.7 数据类型与类型转换

amount：最大交易金额，系统常量（CAmount MAX_MONEY = 21000000 * COIN）

Arith_uint256：256 位无符号大整数

Uint256：256 位不透明二进制对象

amountarith_uint256：无符号大整数的模板基类

limitedmap：有限类型（map）的哈希结构

撤销：序列化和反序列化

Utilmoneystr：转账金额到字符串

Utilsrencoding：删除字符串中的不安全字符

core_io：类型转换、hex、string、hash； tx对象与str对象相互转换

2.2.8 流程入口文件

Bitcoind：服务节点守护进程

Bitcoin-cli：命令行客户端（rpc客户端）

Bitcoin-tx：比特币交易处理器

bitcoin-wallet: 钱包入口

bitcoind：app初始化入口

2.2.9 交易与区块相关

Blockencodings：交易被加载到块中

checkqueue：待校验信息队列，主线程放数据，多线程并行校验校验

Coins: Unspent Transaction Output 入口是比特币交易的币实体，因为比特币的每一笔交易都来自UTXO

psbt：PSBT功能实现；

core_read：实际是脚本解析，检查交易的所有输入输出脚本是否包含有效代码

核心写入

Validation：确认接受新区块

Versionbits：区块链版本维护

2.2.10 系统与网络

Cuckoocache：基于布谷鸟哈希的内存缓存

compat：兼容32、64； 视窗/Linux

memusage：监控内存使用情况

net_permissions：网络权限参数控制

网路传讯者

threadsafety：线程安全

torcontrol：洋葱网络控件，即匿名通信网络

banman：检测对等点的不当行为，然后禁用或断开它们，防止损坏整个网络