Initial Block Download

你在家启动一个 Full Node，也就是独立检查 Bitcoin 区块和交易的软件。区块把交易组成一批，加入共同历史记录。其他参与者已经掌握了漫长的历史，而你的新节点还没有。它首先取得区块头，即连接各个区块的简要记录，其中也包含 Proof of Work，证明已经完成的计算工作。矿工通过反复计算寻找这个证明，其他人则能快速检查找到的结果。区块头列表有点像一本书的目录：目录能帮助定位，却不意味着你已经读过并核查了每一页。 [1] [7]

如果相邻节点提供不同的历史分支，你的节点不会数票决定。区块头让它能够比较累计计算工作量，选出值得进一步验证的候选分支。区块更多，不一定代表工作量更多。即使工作量很大，无效交易也不能因此获得规则豁免；选中分支的内容仍需检查。 [1] [2] [6]

节点可以同时从多个邻居取得区块，不必受单一发送方速度限制。但要把它们接入已经验证的历史，就必须知道此前的状态。支付的输入指向它打算花费的先前款项。节点必须确认这些款项确实存在，而且尚未被花掉。因此，已经下载的较新区块，可能仍要等待较早区块处理完毕。这也是下载完成不等于同步完成的原因。 [1] [2]

节点会把区块内容与区块头内的交易指纹进行比较，这个指纹由 Merkle Tree 结构生成。它还会检查花费的前后关系，以及矿工获得的奖励是否超过允许金额等事项。适用的是历史上该位置已经生效的规则。数字签名利用私钥这个秘密数值证明付款获得授权，同时不泄露私钥。对于旧签名及其他花费条件的检查，有一个特殊设置 assumevalid，下文会解释。区块头，或看起来可信的邻居发来的文件，都不能取代这一整套检查。 [2] [3]

每处理一个区块，节点就移除已花费输出并加入新输出。输出是带有日后花费条件的一笔具体金额。如果尚未花费，它就叫 UTXO。把这些输出汇总起来，软件便能验证下一笔支付，而不必每次都从头重读全部历史。这既不是银行账户清单，也不是所有历史交易的副本。 [2] [3]

在特定条件下，Bitcoin Core 可以跳过旧的脚本检查，也就是签名及其他花费条件的检查。assumevalid 设置指定一个历史已由外部验证的已知区块；祖先关系、足够的工作量和深度也必须满足要求。其他必要检查仍然进行，但部分验证结果会被当作前提。因此，错误的前提并非没有风险。设置 assumevalid=0 可关闭这项优化，代价是电脑需要完成更多工作。 [2]

Pruned Node 在处理完旧区块文件后将其删除，同时保留当前 UTXO 集合及其他必要数据。因此，在普通 IBD 过程中，它仍会取得并处理历史，只是不永久保存全部历史。节省的是磁盘空间，而不一定是首次下载的数据量。以后某项任务若需要已删除的区块，可能必须重新取得它们。 [2] [7]

Bitcoin Core v29.0 会考虑最近接受区块的时间、最低累计工作量以及加载状态等因素。这个运行标志一旦变成 false（初始同步已结束），在同一次程序运行中就不会重新变成 true（初始同步仍在进行）。它用于指导软件行为，并不能证明世界上任何地方都不存在更新的区块。即使后来断开连接，它也不会因此成为可靠的实时同步指标。 [2] [5]

高速连接有帮助，但电脑还需要计算并向磁盘写入。处理器、内存、存储设备以及邻居是否可用都会影响耗时。在 getblockchaininfo 的技术输出中，verificationprogress 是对验证进度的估计，并不承诺还剩多少分钟，也不只是已下载字节的比例。正常关闭程序后，再次启动可以接着已保存的进度继续，无需每次从零开始。 [5] [7]

AssumeUTXO 允许使用受支持的 UTXO 快照，也就是某个区块时保存的状态。软件将快照内容与预期指纹进行比较，然后可以从该状态更早追上当前进度，同时在后台处理历史。之后，它还会比较通过历史验证得到的状态。这不是随便接受陌生人提供的数据库，也不是永远不再验证过去。更早可用与完成历史验证，是两个不同的阶段。 [4] [8]