比特币源代码研究---开端

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0x00 为什么读

如果说18年前看懂比特币代码就是价值投资的基本操作，那么今年再看一遍绝对是信仰问题。 比特币作为虚拟货币的鼻祖，已经运行了近10年。 在没有集中架构的运作下，几乎没有发生过重大事故。 相信BAT的产品都不敢吹牛，所以作为技术人员，读读比特币代码是修炼内功的绝佳选择。 由于比特币代码不同于我们之前开发的C(B)/S结构，所以总是会比较难理解。 一件美妙的事情。 一次偶然的机会，我认识了中国第一批研究比特币代码的大师@鲜量子。 经过几次沟通，他组织我们一起做这件事。 特别感谢！

0x01 阅读思路

按照我以前的习惯，要想学习一门技术，首先要学会使用这门技术。 也就是说，学习使用比特币的成本还是相当高的。 按照今天的市场行情，一个BTC的价格在4万多人民币。 不过没关系，我们还有很多其他山寨币，它们的运作方式都是一样的。 3个月的时间，从交易所到钱包，从公链到侧链，从炒币到各种DAPP，我几乎玩遍了。 这个时候，我会学习区块链技术，知道如何过滤信息。 我身边的同事会越来越多。 当我遇到问题时，我将能够游刃有余地解决它们。

在开始阅读代码之前，《比特币白皮书》和《精通比特币》这两本资料是必须阅读的，是的，必须的。 看不懂也没关系，至少从宏观上对比特币技术有一个大概的了解，在脑海中对区块链有一个模糊的认识是非常重要的。 如果一开始就从某个技术细节入手，比如Cryptography、P2P，很容易走入死胡同，最后无疾而终。

精通比特币.jpg

0x02 环境搭建

工欲善其事，必先利其器。 首先，让我们选择一个版本。 我使用 Bitcoin Core Daemon 版本 v0.16.99.0-b1dc39d。 在开始阅读代码之前，我们先来搭建一下环境。 由于我常年在windows下开发，尝试过搭建bitcoin windows环境，网上也可以搜索教程，但是不建议大家这样做，因为这是一个巨大的坑，所以我不会详细介绍。 我选择的系统环境是Ubuntu 14.04 Server LTS，不太喜欢用桌面版。 具体的搭建教程可以在网上找到@南瓜子的教程，很详细，一步一步来吧。 sublime、vscode，甚至Idea，我都试过几个IDE，但是我觉得都不好用。 最重要的是“代码引用”功能没有得到很好的支持。 最后只好求助于Visual Studio，但是VS导入文件夹的功能不是很友好，只好先去Create Filter，再导入文件。 最后，我想强调一点关于代码调试。 可能很多朋友喜欢用Log来调试。 我个人喜欢调试。 我用的是gdb，但是需要注意的是，所有目录下的makefile一定要在make文件之前修改。 禁用编译优化，即将g++编译选项-O2改为-O0，这样就可以跟踪代码的完整执行过程。

图形数据库.jpg

0x03 目录结构&数据结构

整个项目的目录结构可以参考下图（图片来自网络）

目录结构.png

看了学长们的研究代码，基本都是从函数入口引入，根据函数跳转分析，也就是我们平时调试的callstack。 我的处理方式略有不同，从整个比特币数据结构开始。 我们都知道比特币代码是基于区块链技术的，我们脑子里都有链表的概念，都是通过指针一个一个连接起来的。 如果我们知道每个节点中的数据结构，甚至是内存布局，然后分析每个数据结构在代码中的作用，每个数据结构的组织方式，是Has-A还是Is-A，按照这一行想着读代码，你会更轻松，更快乐，更快乐。

首先我们来分析一下chain.h和chain.cpp这两个文件，其中包含了这样的类。

CBlock索引

CDiskBlockIndex

C链

该类的关系成员变量及关系图如下：

BlockIndex.jpg

我们来分析一下block.h和block.cpp这两个文件，其中包含以下类。

C块头

C座

C块定位器

该类的关系成员变量及关系图如下：

方块.jpg

从上面的分析可以看出，CBlockIndex是Block的内存索引，Block的详细数据是延迟加载（lazy-load）的比特币源码开发自己的币，只有在使用的时候才从硬盘数据中读取。 Block在硬盘上序列化的数据除了类中的成员变量外，还有一些额外的数据，如下图所示。 这些是不是很熟悉？ 刚开始接触windows PE文件的时候比特币源码开发自己的币，思路和这个差不多。

区块数据库.jpg

有网友总结了一张比较简单粗暴的图，如下（图片来自网络），我很喜欢这张图，哈哈哈。

细节.png

0x04 摘要

本开篇主要介绍研究BTC代码的动机和方法。 立个Flag做一件事可能很容易，但坚持下去却不容易。 由于本人能力有限，文中有一些不恰当的描述。 ， 请多多包涵。 下一节主要讲交易的数据结构，到时候见！