区块链/等级 III · 网络/3.1 节点/课程 1
全节点的作用是什么
独立账本：为何单台机器就能验证所有的货币历史记录
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好奇
- 在没有信任任何其他方的情况下，单台计算机如何验证自2009年以来的所有交易？
- 究竟是哪些具体规则，会让节点拒绝矿工耗费大量能源才产出的区块？
- 在自行掌管密钥的基础上，运行节点还能带来什么？
探索
- 全节点会下载自创世区块（于2009年1月3日挖出）以来的每一个区块。它会独立地根据共识规则检查每个区块：签名和脚本有效、没有任何输入被重复花费、输出不超过输入、区块权重不超过4,000,000权重单位、coinbase领取的金额不超过预定区块补贴加手续费、工作量证明达到目标值，以及时间戳在允许范围内。这一流程确保了没有任何单一实体能够控制账本的有效性。
- 独立性是其决定性特征。节点不会因为矿工、交易所或开发者的说法而接受任何区块，只接受通过密码学验证的区块。这体现了“不要信任，要验证”的原则。节点维护着当前的未花费交易输出（UTXO）集，它代表了系统中所有可用的币。节点会将有效的交易和区块转发给对等节点，同时响应其他节点的数据请求。
- 整条区块链在2024年突破600GB，到2026年中约为760GB，每年增长约70-80GB。由于许多节点通过Tor运行或无法被外部访问，确切的节点数量并不固定，但全球有成千上万个全节点在运行。每个节点都是其所有者钱包的私有可信数据来源。将钱包直接连接到自己的节点后，用户便能依据本地保存的规则副本来验证交易，而无需依赖可能已被攻破或实施审查的第三方服务器。
- 验证过程极为严格。如果某个区块违反了任何一条共识规则——比如超出权重上限或包含无效签名——那么无论产出它投入了多少算力，所有诚实节点都会拒绝它。矿工负责提出区块，但区块是否算数由节点决定。这种分离确保了经济力量若没有在全网范围内得到协调采纳，就无法凌驾于技术规则之上。
- UTXO集是一个记录所有未花费输出的数据库。当一笔交易花费某个输出时，该条目会从集合中移除，同时加入新的输出。全节点会持续跟踪这一状态。由于它保存着完整的历史，因此可以随时验证任何过往交易的有效性，从而形成一条任何中心化服务器都无法篡改或删除的永久审计轨迹。
- 运行全节点需要付出存储空间、带宽以及一定的维护成本。作为回报，其所有者无需依赖任何人来判断哪些付款是真实的、适用哪些规则：他们的钱包会依据自己保存的区块链副本核验每一笔收到的付款，而他们的节点也是那些会拒绝无效区块或不受欢迎的规则变更的节点之一。
关键事实
- 全节点会下载从创世区块开始的每一个区块，并根据共识规则独立验证它们。
- 到2026年中，整条区块链约为760GB，因此未修剪的节点需要大量存储空间。
- 节点会拒绝那些违反规则的区块，例如权重超过4,000,000单位限制或签名无效的区块。
- UTXO集记录了所有未花费的输出，代表着当前可用币的状态。
- 全节点为钱包提供私有的可信数据来源，从而实现独立验证。
- 独立性意味着不会仅凭矿工、交易所或开发者的权威就接受任何区块。
练习 九、六、三、一
9收集列出全节点在验证新区块时会检查的9项技术约束（例如权重限制、签名有效性等）。
6归类将这9项约束分为6类：密码学完整性、经济限制、结构规则、历史一致性、时间界限以及资源上限。
3提炼将这6个类别简化为3项基本原则，从而在无需中央权威的情况下保障网络安全。
1凝结用一句话写出：全节点能让其拥有者做到哪些仅靠钱包无法做到的事。
事实核查
日期、数字及数据均依据下方列出的已发表资料进行核实。