作者|李三 　　

　　比特币从诞生之日起就被诟病浪费电力资源，但其强大的计算能力是必经的过程，很难找到更好的方式来替代。 　　

　　由于它已经存在了很长时间，越来越多的人参与其底层技术区块链的交易，分布式账簿的内容正在迅速扩展。中本聪设定的块中1 MB的存储容量限制了事务处理过程和事务处理速度。 　　

　　比如目前比特币主链的块数据高达200 G以上，对于普通用户来说太大了。所以，下载整个账本就成了一件很头疼的事情。能不能不下载整个账本，只找和自己有关的部分？换句话说，找个滤镜，把没用的都留在外面。 　　

　　于是出现了SPV机制。 　　

　　01 SPV 机制 　　

　　SPV代表“简化支付验证”，通常翻译为简单的支付验证。其目的是验证交易是否存在，但不能验证交易的合法性。这需要两步。第一步是确认交易支付是否已经验证，第二步是计算确认的次数。 　　

　　中本聪在他的论文中提到了这个概念： 　　

　　仍然可以在不运行所有节点的情况下验证事务。用户只需要将所有的块头数据保存在最长的链上。 　　

　　简单来说，就是： 　　

　　如果小黑给大白转了一个比特币，大白怎么知道交易已经完成？在一个分散的系统中是不可能找到目击者的。 　　

　　按照传统方法，大白需要把区块链的书全部下载下来，然后找到小黑的账号，先查一下之前有没有这个比特币，有没有给大白转账的记录。只是第一步，就让大白的储物能力爆炸了。 　　

　　每个比特币的块容量是1 MB，块头只有80 KB，你只要下载块头就可以节省很多空间。 　　

　　到底什么是块头和块体？ 　　

　　把一个块的头比作一个人的头，里面存储着块的头信息，比如哈希值，时间戳等。Block类似于整个人体，存储这个block的详细数据，比如具体的交易信息。块头包含在块体中。 　　

　　也就是说，一个块头虽然有hash值，但是下载了块头之后，大白还是无法知道交易记录在哪个块里。这时候你就需要拿着事务ID去找整个节点检查有没有，在哪个块。 　　

　　哎，02 SPV 的支付验证过程,如果矿工和小黑联合起来骗大白怎么办？ 　　

　　这就是SPV机制派上用场的时候。 　　

　　如果矿工说小黑转身了，但他没有。那么为了撒谎，他必须伪造更多的交易，这样这些交易才能得到和自己的块头一样的哈希值。但是，由于哈希的技术特性，改变后的数据很难获得与原始数据相同的哈希值。 　　

　　总之，SPV的整个交易流程如下： 　　

　　第一步，确认交易支付是否已经验证。 　　

　　首先计算待验证支付的交易哈希值，从区块链网络本地保存块头，然后从区块链获取待验证支付对应的Merkel树哈希认证路径。 　　

　　得到的哈希值是否与自己的一致，如果一致，则证明支付是真实有效的。 　　

　　第二步是验证获得了多少确认。根据块头的位置，已经确定了付款的确认数。 　　

　　完成这两步后，交易支付验证就完成了。 　　

　　03 小结SPV机制不仅节省了存储空间，减少了P2P网络带宽的浪费，使普通用户无需下载完整数据即可操作，而且给查账带来了极大的便利。 　　

　　但是，由于SPV没有完整的块数据，因此无法验证该事务不存在。这种情况很容易导致双花，随机的链接节点也可能被网络恶意攻击。 　　

　　你认为SPV有什么优点和缺点吗？