使用VC学习BTC:(一)了解block的存盘文件blk*.dat

2024-04-27 23:48

本文主要是介绍使用VC学习BTC:(一)了解block的存盘文件blk*.dat,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

使用VC学习BTC:(一)了解block的存盘文件blk*.dat

 

虽然首先使用win10的linux layer在Windows上先编译并成功运行了bitcoin core,但是对于更习惯VS开发工具的人来说,总是在VS下跟踪调试更顺手,因此准备建立一个VS工程来编译bitcoin,并逐步学习了解它的实现比特币存盘文件blkxxxx.dat格式

为了便于VS上编译运行,先从存盘的数据文件开始,这部分涉及的代码应比较容易在VS上运行起来。

工程建立步骤如下:

  • 从官方开源代码库https://github.com/bitcoin/bitcoin下载源代码;
  • 在下载的源代码的build-aux目录下建立vs目录;
  • 在新建的vs目录下创建vs2017的工程(Solution),并添加一个windows控制台的C++项目bitcoin(Project);
  • 在bitcoin项目中添加部分下载的源文件,添加后项目文件如下

        

  • 添加一个新的CPP文件,增加LoadExternalBlockFile函数
 
  1. #define MESSAGE_START_SIZE 4

  2. unsigned char pchMessageStart[MESSAGE_START_SIZE] = { 0xf9, 0xbe, 0xb4, 0xd9 };

  3.  
  4. bool LoadExternalBlockFile(FILE* fileIn, CDiskBlockPos *dbp)

  5. {

  6. int nLoaded = 0;

  7. try {

  8. // This takes over fileIn and calls fclose() on it in the CBufferedFile destructor

  9. CBufferedFile blkdat(fileIn, 2 * MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE, MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE + 8, SER_DISK, CLIENT_VERSION);

  10. uint64_t nRewind = blkdat.GetPos();

  11. while (!blkdat.eof()) {

  12. blkdat.SetPos(nRewind);

  13. nRewind++; // start one byte further next time, in case of failure

  14. blkdat.SetLimit(); // remove former limit

  15. unsigned int nSize = 0;

  16. try {

  17. // locate a header

  18. unsigned char buf[MESSAGE_START_SIZE];

  19. blkdat.FindByte(pchMessageStart[0]);

  20. nRewind = blkdat.GetPos() + 1;

  21. blkdat >> FLATDATA(buf);

  22. if (memcmp(buf, pchMessageStart, MESSAGE_START_SIZE))

  23. continue;

  24. // read size

  25. blkdat >> nSize;

  26. if (nSize < 80 || nSize > MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE)

  27. continue;

  28. }

  29. catch (const std::exception&) {

  30. // no valid block header found; don't complain

  31. break;

  32. }

  33. try {

  34. // read block

  35. uint64_t nBlockPos = blkdat.GetPos();

  36. if (dbp)

  37. dbp->nPos = nBlockPos;

  38. blkdat.SetLimit(nBlockPos + nSize);

  39. blkdat.SetPos(nBlockPos);

  40. std::shared_ptr<CBlock> pblock = std::make_shared<CBlock>();

  41. CBlock& block = *pblock;

  42. blkdat >> block;

  43. nRewind = blkdat.GetPos();

  44.  
  45. printf("%s\n\n", block.ToString().c_str());

  46. }

  47. catch (const std::exception& e) {

  48. printf("%s: Deserialize or I/O error - %s\n", __func__, e.what());

  49. }

  50. nLoaded++;

  51. }

  52. }

  53. catch (const std::runtime_error& e) {

  54. printf("System error: %s\n", e.what());

  55. }

  56. if (nLoaded > 0)

  57. printf("Loaded %i blocks from external file\n", nLoaded);

  58. return nLoaded > 0;

  59. }

这个函数的主体内容是从比特币的验证代码部分抄的,之所以抄是因为一旦引入验证代码,整个工程会复杂很多。

  • 增加main函数
 
  1. int main(void)

  2. {

  3. // Todo: Change to the real path where you store the bitcoin block file

  4. char path[] = "G:\\blockchain\\bitcoin\\bin\\Bitcoin\\blocks\\blk00000.dat";

  5.  
  6. FILE *file = fsbridge::fopen(path, "rb");

  7. LoadExternalBlockFile(file, NULL);

  8. return 0;

  9. }

这里我偷懒了,直接写死了一个存盘的block文件路径,反正只是为了学习嘛。

到这里,工程文件都有了,但是编译还有问题,因为比特币的源代码有依赖。得益于vs集成的nuget包管理工具,可以不用自己下载依赖的源代码编译(也是累死人的工作哦,开源代码在vs下的编译都很烦)。

  • 引入依赖包:

解决方案处点击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“管理解决方案的NuGet程序包”

搜索boost_filesystem-vc141及boost_system-vc141,选择

  • 修改比特币代码错误

写本文时此错误的修复已经提交,但是仍未被接受,在被接受后再下载源代码将不用修改。

  • 编译运行

至此,就可以跟踪调试来看整个文件的格式了!

 

  • 文件是由一系列的block组成的,没有额外的文件头,chain.h中定义的CBlockFileInfo类并非用于这里;
  • 每个block包括:
字节数内容说明
4字节0xF9 0xBE 0xB4 0xD9所谓的Magic,用于确认block开始
4字节Block Length Little-EndianLittle-Endian的unsigned int
Block LengthCBlock类序列化后的数据CBlock类定义在block.h文件中
  • CBlock数据包括CBlockHeader以及一些列的CTransaction数据,其中CBlockHeader包括:
字节数内容说明
4字节版本号Little-Endian的int32_t
32字节前一个block的hash值Little-Endian的uint256
32字节MerkleRootLittle-Endian的uint256
4字节时间戳块生成时的网络时间
4字节目标值当前区块生成所达成目标值的特征
4字节随机数用于挖矿时生成符合要求的块哈希
  • 在CBlockHerder之后,是交易数量及每个交易的记录
  • 交易数量为紧缩格式(CompactSize)的无符号整数

紧缩格式整数的读取,在serialize.h的ReadCompactSize模板中,其规则为若第一个字节是255,则读取后续8字节作为uint64;若第一字节是254,则读取后续4字节作为uint32;若第一字节是253,则读取后续2字节作为uint16;否则将第一个字节作为uint8。

因此,这是一个可变长度的数据,最小占用1字节,最大占用9字节。

  • 之后是按照交易数量来读取交易数据,实际的交易数据读取跟踪定位在transaction.h的函数inline void UnserializeTransaction(TxType& tx, Stream& s) 中,这个后面分析交易时再来分析细节。

不想自己从头建工程的,可以从csdn下载,地址为http://download.csdn.net/download/lazypiggy/10265510。

 

【原创首发地址:http://http://blog.csdn.net/lazypiggy/article/details/79414709,转发请保留此链接】

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