使用VC学习BTC：（一）了解block的存盘文件blk*.dat

最新推荐文章于 2025-09-23 23:49:04 发布

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本文介绍如何在Visual Studio环境下编译比特币核心代码，并解析比特币存盘文件blk*.dat的格式。通过复制部分验证代码，实现了外部文件加载功能，详细解释了文件的组成结构和CBlock类的序列化数据。

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

#define MESSAGE_START_SIZE 4
unsigned char pchMessageStart[MESSAGE_START_SIZE] = { 0xf9, 0xbe, 0xb4, 0xd9 };
bool LoadExternalBlockFile(FILE* fileIn, CDiskBlockPos *dbp)
{
int nLoaded = 0;
try {
// This takes over fileIn and calls fclose() on it in the CBufferedFile destructor
CBufferedFile blkdat(fileIn, 2 * MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE, MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE + 8, SER_DISK, CLIENT_VERSION);
uint64_t nRewind = blkdat.GetPos();
while (!blkdat.eof()) {
blkdat.SetPos(nRewind);
nRewind++; // start one byte further next time, in case of failure
blkdat.SetLimit(); // remove former limit
unsigned int nSize = 0;
try {
// locate a header
unsigned char buf[MESSAGE_START_SIZE];
blkdat.FindByte(pchMessageStart[0]);
nRewind = blkdat.GetPos() + 1;
blkdat >> FLATDATA(buf);
if (memcmp(buf, pchMessageStart, MESSAGE_START_SIZE))
continue;
// read size
blkdat >> nSize;
if (nSize < 80 || nSize > MAX_BLOCK_SERIALIZED_SIZE)
continue;
}
catch (const std::exception&) {
// no valid block header found; don't complain
break;
}
try {
// read block
uint64_t nBlockPos = blkdat.GetPos();
if (dbp)
dbp->nPos = nBlockPos;
blkdat.SetLimit(nBlockPos + nSize);
blkdat.SetPos(nBlockPos);
std::shared_ptr<CBlock> pblock = std::make_shared<CBlock>();
CBlock& block = *pblock;
blkdat >> block;
nRewind = blkdat.GetPos();
printf("%s\n\n", block.ToString().c_str());
}
catch (const std::exception& e) {
printf("%s: Deserialize or I/O error - %s\n", __func__, e.what());
}
nLoaded++;
}
}
catch (const std::runtime_error& e) {
printf("System error: %s\n", e.what());
}
if (nLoaded > 0)
printf("Loaded %i blocks from external file\n", nLoaded);
return nLoaded > 0;
}

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

int main(void)
{
// Todo: Change to the real path where you store the bitcoin block file
char path[] = "G:\\blockchain\\bitcoin\\bin\\Bitcoin\\blocks\\blk00000.dat";
FILE *file = fsbridge::fopen(path, "rb");
LoadExternalBlockFile(file, NULL);
return 0;
}

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-Endian	Little-Endian的unsigned int
Block Length	CBlock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	MerkleRoot	Little-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。