Bitcoin Core 0.13.0的三点重大更新

自中本聪8年之前发布首个比特币客户端以来，Bitcoin Core 0.13.0已经成为了其中的第13代产品。目前Bitcoin Core 0.13.0已经正式发布了。

近100人参与了Bitcoin Core 0.13.0的研发，共耗时5个多月。本次客户端更新的关注重点自然是隔离验证（SegWit），但其代码并不会在当前版本中激活，很可能在0.13.1中激活。尽管如此，与0.12.0版本相比，Bitcoin Core 0.13.0还是带来了一些重要的改变。

以下是几点最重要的改变。

缓解区块拥堵问题

比特币网络中的交易数量在随着时间稳步上涨。这种情况最终也导致了越来越多的区块拥堵现象，因为矿工会根据手续费的高低来选择交易处理的优先级。如果用户不能提供足够的手续费，那么交易的确认时间会增加，或者根本不会得到确认。交易量的上涨以及大量交易的延迟将网络推向了一个“压力测试”阶段，这是一个大问题。

个人用户可以通过提高交易手续费来鼓励矿工优先处理其交易，这样问题就能得到妥善的解决。就算交易已经发送，用户也可以通过选择性费用替代法（RBF）更改手续费；不过，大部分钱包都没有这个功能。另外，RBF仅对交易发起方有效。到目前为止，收款方仍无法通过提高手续费来加速确认时间。

在Bitcoin Core 0.13.0中有一个新功能称为“孩子为父母买单”（CPFP）。CPFP是为矿工而设的一项政策，方便矿工选择交易处理的优先级。有了这个CPFP政策之后，矿工没有必要再选择优先处理大额交易，反之，他们会优先处理对他们对有利的交易。换句话说：如果某笔交易的手续费偏低，但随后的交易在手续费方面为上笔交易作出了适当的补偿，那么矿工就会优先选择这笔交易，并且同时打包处理这两笔交易。

如果将CPFP带入实际交易中会是这样的：低手续费的交易的收款方可以额外“加上”一笔高手续费交易并发送给自己。这样一来，矿工就能被这笔新的高手续费的交易吸引，开始打包两笔交易。因此，收款方就不用再苦等确认时间，矿工也能提高收入。

致密区块的支持

目前，比特币的P2P协议效率有些偏低。通常交易数据节点会发送两次：第一次是在交易发送到网络中，而第二次是在交易得到确认之后。

这种方式存在一些缺点。首先，发送两次交易数据需要占用更多的带宽，这会增加运行Bitcoin Core的成本。第二点也是最重要的一点，给节点同时传送多个新区块会造成带宽拥堵，这会在每个新区块生成时阻碍网络的正常使用，对用户来说实在太过恼火。另外，这种模式还会拖慢区块在全网的传播速度。区块传播速度减慢正中了大型矿池的下怀，因为这能给他们带来更多的利益，创建一个中心化的挖矿环境。

致密区块（BIP152）是由Bitcoin Core和Blocksream开发者马特•科拉罗（Matt Corallo）共同开发的，其目的是减少数据的过度传输。当一个新区块生成时，节点仅需接收交易数据的简单哈希值，接收方节点将尝试使用接收到的信息，以及在其内存池（memory pool）当中的交易，来重新构建整个区块。

但这种运作方式并不一定完美。如果节点在接收哈希值之前尚未收到初始交易，那么该节点就无法选择交易。不过以下这种情况很少发生：当错误的交易在正确的哈希值中进行哈希，就会让节点误以为接收了正确的交易，直到重构区块阶段才会发现问题。
从以上两种失败情况中可以看出，节点所需的仅仅是具体的交易数据。只要部分节点接收了完整的数据，致密区块（Compact Blocks）的传播速度就会加快，所需的带宽也更少。

HD密钥生成

Bitcoin Core会为每个全新的比特币地址生成随机的公钥和私钥。虽然这种做法是出于安全和隐私的考虑，但对用户来说还是很有负担的。为了确保密钥的安全，他们必须经常备份。

分层确定性（HD）密钥生成（BIP32）是由Bitcoin Core开发者格雷戈里•麦斯威尔（Gregory Maxwell）、彼得•乌莱（Pieter Wuille）博士和比特币钱包商Armory开发者艾伦•莱纳（Alan Reiner）在2012到2013年间研发的。有了HD密钥生成之后，Bitcoin Core创造了一种全新的密钥组合，这些密钥是由12个单一字符组成。只要用户记住这12个字符，他们就可以重新生成密钥，成功获取资金。

HD密钥生成法并不是比特币世界的新发明。很多钱包商早就用上了这个功能，只不过比特币客户端还没用上而已。

性能和安全

Bitcoin Core 0.13.0还包括一系列性能和安全升级。光在这篇文章中根本说不完，以下仅是其中的一小部分（详细内容可参照0.13.0官方信息）。

数据库缓存速度提高了，可加速节点的交易验证等功能；用户可在指令行进行敏感信息的交互式输入，这些信息不会被储存下来，这在一定程度上提高了安全性；软件更新后会使用最新版本的编程语言，包括C++11和Python 3，这些语言有助于开发更多更强大的功能；0.13.0还为Linux开发了ARM（特殊的微处理器架构）二进制文件，因此用户不用进行手动编译；内存池中的交易数据可实现互通（用CPFP实现），同时也能与外部程序连接；网络节点可请求设置手续费来防止DoS攻击；最后，本次更新还涉及到了P2P协议、远程调用以及信息系统（ZMQ）协议。

注：感谢Bitcoin Core首席维护者Wladimir van der Laan和Bitcoin Core开发者兼Ciphrex首席执行官Eric Lombrozo提供信息和反馈。