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区块存储格式blk.dat

介绍比特币区块文件blk.dat的存储格式。

什么是blk.dat文件​

比特币节点使用blk.dat文件存储区块链数据。每个blk.dat文件包含一系列的比特币区块，以紧凑的二进制格式存储。这些文件保存在比特币数据目录中，通常位于blocks/ 子目录下。

blk.dat文件的结构​

区块文件头​

每个blk.dat文件以一个4字节的魔法字节开头，这个魔法字节用于标识区块的开始。在比特币中，魔法字节的值为0xD9B4BEF9。

区块数据​

紧随魔法字节之后的是区块数据。区块数据包括：

  1. 区块大小：一个4字节的整数，表示区块的大小（单位：字节）。
  2. 区块内容：实际的区块数据，包括区块头和区块体（交易数据）。

区块数据的顺序为：魔法字节 -> 区块大小 -> 区块内容。多个区块连续存储在一个blk.dat文件中。

文件轮换​

当一个blk.dat文件达到最大大小（默认2GB）时，比特币节点会创建一个新的blk.dat文件，文件名按顺序递增，例如blk00000.dat，blk00001.dat ，以此类推。

如何读取blk.dat文件​

读取blk.dat文件可以使用比特币核心客户端或自定义的解析工具。解析过程包括以下步骤：

  1. 打开文件：以二进制模式打开blk.dat文件。
  2. 读取魔法字节：验证是否为合法区块起始。
  3. 读取区块大小：获取区块大小信息。
  4. 读取区块内容：根据区块大小读取完整区块数据。
  5. 重复步骤：继续读取下一个区块，直到文件结束。

示例代码​

以下是一个简单的Python示例代码，用于解析blk.dat文件：

import struct

def read_block(file):
    magic = file.read(4)
    if not magic:
        return None
    size = struct.unpack("<I", file.read(4))[0]
    block_data = file.read(size)
    return block_data

with open('blk00000.dat', 'rb') as f:
    while True:
        block = read_block(f)
        if block is None:
            break
        print(f"Read block of size: {len(block)}")

blk.dat文件的重要性​

  1. 区块链存储：blk.dat文件是比特币节点存储完整区块链数据的基础，确保所有交易和区块记录都被完整保存。
  2. 节点同步：新节点加入网络时，可以通过下载和解析blk.dat文件快速同步区块链数据。
  3. 数据恢复：在发生数据损坏或节点重启时，blk.dat文件提供了区块链数据的可靠恢复途径。

总结​

blk.dat文件是比特币节点存储区块链数据的关键组件，通过紧凑的二进制格式存储区块数据，确保区块链的完整性和可靠性。理解blk.dat文件的结构和读取方法，有助于深入掌握比特币节点的运行机制和区块链数据管理。