SPV Node如何用Bloom Filter詢問自己有多少錢？

Wallet (SPV Node)如何知道自己有多少錢？在上一篇文章，如何知道Bitcoin Wallet有多少錢，列出三種方法。

方法一：下載完整帳本(Blockchain)後自己從裡面去找
方法二：向Peer公開Wallet的所有訊息，Peer就回傳屬於該Wallet的UTXO
方法三：向Peer公開Wallet的部份訊息，Peer回傳可能屬於該Wallet的UTXO

三種方法，各有優缺點。本篇介紹第三種，參考自，BIP37 - Connection Bloom Filtering。想深入了解Bloom Filter在Bitcoin Protocol的運作原理，建議多花一些時間閱讀。看得懂的，本篇文章就不用再看下去了。若看不太懂，希望本文對大家會有一些幫助，當然，最重要的一點是，鼓勵大家對照原來的BIP37，質疑本文的正確性，這樣做，有助於提升大家的思考能力。

用下圖說明，Wallet如何用Bloom Filter，去向Peer問，自己擁有多少錢。這裡，我們的前提條件是，Wallet被重啟後，只剩下Private Key，其它什麼都沒有。不用擔心，透過下面步驟，可以把錢找回來。

Wallet向Peer詢問，自己應該有多少錢，步驟如下：

1. Wallet從Private Key推衍Public Key，再來是一組Address (a1, a2, a3)。最後建立Bloom Filter。可以想像它是一個過瀘器，用來過瀘大部份不屬於Wallet的Transaction。
2. Wallet對Peer發送filterload message，將Bloom Filter傳給Peer。
3. Wallet發送getblocks message，要求Peer傳回Block。若Wallet沒有發filterload，那麼Peer會準備一股腦的Block。但因為現在Peer有了Bloom Filter，所以它會過瀘大部份不相干的Transaction。
4. 這時Peer開始從Blockchain中，用Bloom Filter找出可能屬於Wallet的Transaction，及其所屬的Block。假設第一個找到的是Block1，底下掛了一個tx1，其output指向a1，表示該transaction屬於Wallet。
5. 為了要確保tx1的output沒有被花費到，Peer必須檢查是否有其它的transaction的input花費了a1。假設Peer發現了Block1底下掛了一個tx2，其input指向a1，就表示tx2花費了tx1的output。
6. 若在Step 5發現Transaction有被花費，則Peer會依據Transaction的格式，及當初從filterload設定的Flag，決定要不要更新Bloom Filter。這樣會造成Bloom Filter的孔會愈來愈大，導致判定Transaction屬於Wallet的準確率也會變大。其中的細節，留待下一篇文章說明吧！
7. 當Peer找到所有可能的Transaction後，就會發一個inv message，給Wallet。inv裡面會有：待選Transaction所屬Block的頭、Merkle Path、以及Transaction本身。
8. 最後，Wallet收到inv message帶來的東西後。就依照中本聰論文理所提的兩種檢查方式：Merkle Path Proof和Proof of Work(這一點我以後再解釋)，檢查那些Transaction是屬於Wallet，並且是尚未被花費的Transaction，然後建立UTXO Pool，暫時存放尚未被花費的屬於該Wallet的Transaction。將這些Transaction的Output加總，就是該Wallet的餘額(Balance)了。

本文遺留幾個問題，近期之內會說明：

• Peer在什麼情況下，會去更新Bloom Filter？
• 如何從，中本總Bitcoin P2P Network論文，解釋SPV檢查Transaction的方法？

至於Merkle Tree和Bloom Filter的原理，建議大家自己上網找資料，沒必要我就不多解釋了。

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