简单支付验证-SPV

     SPV的来源

     在比特币整个生态圈里，大部分都是普通用户，即只有基本的比特币投资及消费支付需要的用户，他们可能没有矿机，没有高端配置的电脑，那么他们是否也要运行一个全节点程序呢？要知道，现在官方显示的结果，比特币所有区块数据目前在120G左右，而且还是持续增长中。

    中本聪曾在比特币白皮书里提到，“不运行全节点也可以验证支付，用户只需要保存所有的区块头（Block Header）就可以了。用户虽然不能自己验证交易，但如果能够从区块链的某处找到相符的交易，他就可以知道网络已经认可了这笔交易，而且得到了网络的多个确认。”

    他提到的这个方案就是SPV，简单支付验证。

    两种验证

    区块链支付验证与区块链交易验证的区别。SPV指的是区块链支付验证，而不是区块链交易验证。这两种验证方式存在很大的区别。区块链交易验证的过程比较复杂，包括账户余额验证、双重支付判断等，通常由保存区块链完整信息的区块链验证节点来完成。而支付验证的过程比较简单，只是判断该笔支付交易是否已经得到了区块链节点共识验证，并得到了多少的确认数即可。

没有SPV节点时，是如何验证的呢？

    如何验证

对比一下全节点和SPV节点的区别：

全节点的验证方法，一个全节点，想要检查123号区块中的某个交易，你就要把从这个区块开始一直追溯到创世区块的123个区块全部连接起来，然后建立一个完整的utxo数据库，通过确认该utxo是否还未被支付来证实交易的有效性。

区块链节点利用SPV对支付进行验证的工作原理如下：

①计算待验证支付的交易哈希值；

②节点从区块链网络上获取并存储最长链的所有区块头至本地；

③节点从区块链获取待验证支付对应的默克尔树哈希认证路径；

④根据哈希认证路径，计算默克尔树的根哈希值，将计算结果与本地区块头中的默克尔树的根哈希值进行比较，定位到包含待验证支付的区块；

⑤验证该区块的区块头是否已经包含在已知最长链中，如果包含则证明支付真实有效；

⑥根据该区块头所处的位置，确定该支付已经得到的确认数量。

    上述第三部中，SPV在实现上涉及到一个问题，如何才能通过交易特征值（比如tx_hash）来定位到该支付交易所在的区块?原有协议中，可以通过getheaders命令来获取block headers，可以通过getdata命令支持获取指定的block, 但不支持通过tx_hash反向查找所在的block。为了定位block，客户端往往不得不下载整个区块链。

    比特币提供了一种叫做布隆过滤器（Bloom filter）的功能，节点会在通信链路上建立一个这样的过滤器，限制只接受含有目标地址的交易，从而能过滤掉大量不相关的数据，减少客户端不必要的下载量。

安全性

    spv由于没有全部的交易记录，不能验证某个交易不存在，这个漏洞会被针对spv节点的拒绝服务或者双重支付攻击利用。

    spv节点需要随机链接多个节点，增加与至少一个可靠节点相连接的概率，但是这种随机链接的需求也会容易受到网络分区和sybil攻击。