Download inicial de blocos

Curiosidade

1. Por que um novo nó baixa os cabeçalhos dos blocos antes de baixar quaisquer blocos?
2. Quais verificações específicas são ignoradas quando ‘assumevalid’ está habilitado, e por que isso é seguro?
3. Se a largura de banda é rápida o suficiente para preencher um disco em minutos, por que a sincronização inicial ainda pode levar dias?

Explorar

1. Uma instância recém-instalada do Bitcoin Core contém apenas o bloco gênese, fixado diretamente em seu código-fonte. Ela não sabe nada sobre o comprimento ou a validade da cadeia. Ao se conectar a pares, ela inicia o Download Inicial de Blocos (IBD), um processo que reconstrói toda a história, desde 3 de janeiro de 2009 até a ponta atual da cadeia. Não se trata de uma cópia passiva; é uma reconstrução ativa na qual cada bloco é verificado segundo as regras de consenso, exceto pelos atalhos descritos abaixo, antes de ser aceito.
2. Desde a versão 0.10 (2015), o IBD segue uma estratégia em duas fases. Primeiro, o nó baixa todos os cabeçalhos de bloco, que são compactos e rápidos de transmitir. Ele verifica a prova de trabalho desses cabeçalhos para confirmar que atendem à meta de dificuldade, construindo uma cadeia de trabalho sem ainda verificar a validade das transações. Uma vez estabelecida a cadeia de cabeçalhos, o nó solicita os blocos completos a vários pares em paralelo, validando-os sequencialmente à medida que chegam.
3. A validação de transações é computacionalmente custosa devido às verificações de assinaturas criptográficas. Para acelerar a sincronização, a versão 0.14 (2017) introduziu o parâmetro ‘assumevalid’. Esse parâmetro pula a verificação de assinaturas de todos os blocos situados abaixo de um hash, fixado no código, de um bloco amplamente revisado. O nó ainda verifica todo o resto, incluindo a prova de trabalho, os valores e o conjunto UTXO; apenas as verificações de script e de assinatura são puladas para essa parte mais antiga do histórico. Você pode desativar esse atalho para verificar cada assinatura desde o bloco gênese, ao custo de tempos de sincronização significativamente mais longos.
4. As versões recentes oferecem o ‘assumeUTXO’, um recurso experimental que permite que um nó comece a partir de um snapshot pré-computado do conjunto atual de UTXOs. O nó se torna utilizável rapidamente, enquanto verifica todo o histórico em segundo plano. Até que essa verificação seja concluída, ele confia em um snapshot cujo hash está fixado no código do software (o arquivo em si pode vir de qualquer lugar); depois disso, ele fica totalmente independente.
5. A duração do IBD varia muito conforme o hardware. Em uma máquina moderna com SSD rápido e 8 GB de RAM, a sincronização pode levar horas. Em dispositivos limitados, como um Raspberry Pi, pode levar vários dias ou mais. O gargalo raramente é a largura de banda; é a velocidade de gravação em disco para o cache UTXO (dbcache) e os ciclos de CPU para a validação de scripts. Um disco rígido lento vai travar o processo mesmo com internet gigabit, já que o nó precisa ler e gravar o estado constantemente.
6. Uma vez sincronizado, o nó alcança a ponta da cadeia válida com mais trabalho acumulado. Ele deixa de ser um observador e passa a ser um participante pleno, capaz de retransmitir transações e blocos para seus pares. O comando `bitcoin-cli getblockchaininfo` mostra esse progresso por meio do campo `verificationprogress`, que se aproxima de 1,0 à medida que a cadeia histórica é validada. Nesse ponto, o nó possui uma cópia completa e verificada de forma independente da história do dinheiro.

Fatos-chave

Exercício nove, seis, três, um

Verificação de fatos

Datas, números e afirmações verificados com as fontes publicadas listadas abaixo.

• Bitcoin Core Release Notes 0.10.0 (2015)
• Bitcoin Core Release Notes 0.14.0 (2017)
• Bitcoin Core Documentation: 'assumeutxo.md'
• A. M. Antonopoulos & D. A. Harding, Mastering Bitcoin, 3rd ed. (2023)