在上一篇文章《区块链基础知识与关键技术》中，我们介绍了区块链的基本构成和技术原理。作为区块链技术的首个实际应用，比特币无疑是该领域最具代表性的项目。本文将围绕比特币系统的关键组成和技术架构进行详尽分析，欢迎读者指正补充。
比特币系统概览
比特币由中本聪于 2009 年提出，是一种基于去中心化理念的数字加密货币，其初衷是为对抗传统银行体系的中心化控制。因其设计的巧妙性和安全性，比特币在全球范围内迅速走红。然而，也因为其不与真实身份直接绑定，具有较强匿名性，这种特性使其在某些非法活动中被滥用，如洗钱、勒索等，备受争议。
比特币网络是完全开放的，任何人都可接入并运行节点参与维护。本文将使用 Bitcoin Core 客户端演示如何部署本地节点。
节点类型：全节点与轻节点
比特币节点大致分为全节点（Full Node）和轻节点（Light Node）。早期的比特币客户端全部为全节点，即每个节点都保有完整的区块链副本。随着数据量激增，为适配手机、平板等轻型设备，出现了不需要保存完整区块链数据的 SPV（Simplified Payment Verification）节点，即轻节点。
Bitcoin Core 是目前主流的全节点客户端。它全天在线，维护完整账本，保存完整的 UTXO（未花费交易输出）集合，能对从创世区块到当前区块的每笔交易进行验证，确保合法性。此外，全节点决定哪些交易打包入块，并判断哪个分叉成为主链。
相比之下，轻节点只保留区块头，不储存全部交易数据，仅能验证与自身地址相关的交易，且无法判断交易是否不存在。但它仍可通过 Merkle 证明校验特定交易存在，并判断区块挖矿难度。
节点验证示例
以验证 block 300,000 中的交易 T 为例：
全节点会从创世区块开始审查，构建完整的 UTXO 数据库，确认交易 T 的输入未被重复使用；
轻节点则通过 Merkle Path 链接与交易 T 相关的区块头，并等待后续 6 个区块（300,001 至 300,006）确认其有效性。
区块链结构详解
比特币的区块链结构由连续链接的区块组成，数据可存储为单一文件或数据库形式。Bitcoin Core 使用 Google 的 LevelDB 作为数据库引擎。
每个区块包含以下主要部分：
Block Size（区块大小）
Block Header（块头）
Transaction Counter（交易计数器）
Transaction（交易数据本体）
其中，块头大小为 80 字节，具体字段包括：
Version（版本号）
Previous Block Hash（前区块哈希）
Merkle Root（交易树根）
Timestamp（时间戳）
Difficulty Target（难度目标）
Nonce（随机数）
比特币区块哈希是通过对块头进行两次 SHA-256 哈希计算得到的（SHA256(SHA256(Block Header))）。这个哈希值并不直接存储在区块链结构中，而是由节点接收区块后动态生成。块高（Block Height）也可用作区块唯一标识。
由于区块链每个区块都依赖前一区块，任意区块数据一旦被篡改，其后所有区块的哈希值都会变化。因此想要成功篡改区块，必须重新计算所有后续区块的哈希，这一过程在算力上代价极高，几乎无法实现，这为系统的安全性提供了强有力保障。‘’
