在区块链的领域里，怎样才能高效地降低新区块在传播过程中所消耗的带宽，这一直是个受关注的热点问题。而紧凑区块中继（BIP152），或许能够成为解决这个难题的有效途径。

紧凑区块中继原理

紧凑区块中继是一个方案，它通过采用简单技术来降低带宽消耗。当完整节点共享大量相同的内存池内容时，这种方法能够大幅减少新区块传播到完整节点所占用的带宽。例如在比特币的网络环境中，很多完整节点的内存池有相当一部分内容是相同的，在这种情况下，使用紧凑区块中继就可以显著优化带宽使用情况。

接收节点会借助接收到的信息以及内存池中已有的交易，将整个区块重新构建起来。这个过程如同搭积木一般，接收节点利用已有的交易积木以及新接收到的关键信息，逐步拼凑出完整的新区块，从而高效地完成了区块的传播。

低带宽优势

紧凑区块中继有一大优势，那就是交易只需发送一次。在最好的情况下，交易初始广播之后就无需再重复发送，这样就大大减少了整体的带宽。比如在繁忙的交易场景中，如果没有这种技术，每一次交易的传播都会耗费大量带宽，而现在就能够避免这种大量重复的带宽消耗情况。

数据表明，接收节点能够凭借 9KB 的区块草图来重建平均 1MB 的完整区块公告，并且还要加上那些不在其内存池中的每笔交易的开销。可以设想，在大规模的网络环境里，这种节省带宽的效果会十分显著，这无疑是一项很有价值的技术。

高带宽模式特点

紧凑区块中继提案存在高带宽模式。在该模式中，接收节点允许一些节点无需事先请求许可，就可直接发送新区块。这种情况虽可能因两节点同时发送相同区块而使带宽增加，但能极大地减少区块到达所需的时间。在现代区块链对交易速度要求不断提高的当下，这种低延迟的优势是很可观的。

在具备高带宽连接的环境里，这个特性显得尤为突出。例如一些专业的区块链交易机构，它们具备高速且稳定的网络，借助高带宽模式便能够迅速获取新区块，从而提高交易效率。

现场实验结果

在“高带宽”模式下进行现场实验。当节点预填充的交易数量多达 6 笔时，超过 90%的区块能够立刻传播，并且不需要请求缺失的交易。这一结果显示，紧凑区块中继在经过优化后，具有很强的传播能力。即便不进行预填充交易，也有超过 60%的区块能够立即传播，而其余的区块则需要额外的网络往返行程。从这些实验结果可以看出，紧凑区块中继在实际应用中能够发挥良好的效果，能够减少不必要的等待时间。并且，预热节点的内存池和区块的差异通常不超过 6 笔交易，这意味着该技术能够显著降低峰值带宽的需求。

初始发送策略

为减少初始实现需审查的事项数量，初始阶段仅预先发送创世区块交易。最初部署紧凑区块中继技术时，此策略可简化流程并降低复杂程度。后续发送节点会用简单公式选交易，如节点 A 收到区块会查看哪些不在其内存池，以优化发送内容。这一策略不断优化的过程，体现了技术的逐步发展与完善，逐步提升了传输内容的针对性与有效性。

技术应用影响

[#bitcoin-dev, public log (excerpts)]
[2013-12-27]
09:12 < sipa> TD: i'm working on bip37-based block propagation
[...]
10:27 < BlueMatt> sipa: bip37 doesnt really make sense for block download, no? why do you want the filtered merkle tree instead of just the hash list (since you know you want all txn anyway)
[...]
15:14 < sipa> BlueMatt: the overhead of bip37 for full match is something like 1 bit per transaction, plus maybe 20 bytes per block or so
15:14 < sipa> over just sending the txid list
[2013-12-28]
00:11 < sipa> BlueMatt: i have a ~working bip37 block download branch, but it's buggy and seems to miss blocks and is very slow
00:15 < sipa> BlueMatt: haven't investigated, but my guess is transactions that a peer assumes we have and doesn't send again
00:15 < sipa> while they already have expired from our relay pool
[...]
00:17 < sipa> if we need to ask for missing transactions, there is an extra roundtrip, which makes it likely slower than full block download for many connections
00:18 < BlueMatt> you also cant request missing txn since they are no longer in mempool [...]
00:21 < gmaxwell> sounds like we really do need a protocol extension for this.
[...] 00:23 < sipa> gmaxwell: i don't see how to do it without extra roundtrip
00:23 < BlueMatt> send a list of txn in your mempool (or bloom filter over them or whatever)!

紧凑区块中继在协议层面的改进，能够让不同节点网络间的性能差距得以缩小。尽管预计矿工仍会使用快速中继网络，然而它提升了基础点对点协议在 FRN 出现故障时的鲁棒性，有可能减少专用中继网络所具有的优势。例如在一些规模较小的区块链社区里，紧凑区块中继增强了自身的稳定性，降低了对外部中继网络的依赖程度。并且通过使用紧凑区块第一版实验所收集的数据，能够为未来的改进设计提供思路，使区块链网络更加高效。我们是否可以大胆地推测，未来紧凑区块中继技术将会完全取代现有的一些中继网络模式？如果您对这个话题有想法，欢迎在评论区留言，也不要忘记点赞和分享本文。