BSC区块发现和传播机制详解

一、协议概述

BSC使用P2P网络进行区块的发现和传播，主要通过以下几种消息类型：

1. NewBlockHashesMsg (0x01): 区块哈希通知

2. NewBlockMsg (0x07): 完整区块广播

3. GetBlocksByRangeMsg: BSC特有的区块范围获取

二、区块发现流程

1. 区块哈希通知机制

 

// NewBlockHashesPacket 是区块通知的网络包
type NewBlockHashesPacket []struct {
    Hash   common.Hash // 被通知的区块哈希
    Number uint64      // 被通知的区块高度
}

 

当节点收到新区块时，会向部分节点广播区块哈希：

 

 

func (h *handler) BroadcastBlock(block *types.Block, propagate bool) {
    // 计算要广播的节点数量（使用平方根算法）
    transfer = peers[:int(math.Sqrt(float64(len(peers))))]
    
    for _, peer := range transfer {
        peer.AsyncSendNewBlockHash(block)
    }
}

2. 完整区块广播机制

当节点需要广播完整区块时：

func (p *Peer) SendNewBlock(block *types.Block, td *big.Int) error {
    return p2p.Send(p.rw, NewBlockMsg, &NewBlockPacket{
        Block: block,
        TD:    td,
    })
}

 

3. 区块获取机制

BSC实现了一个特殊的区块范围获取机制：

 

 

 

type GetBlocksByRangePacket struct {
    RequestId        uint64
    StartBlockHeight uint64      // 起始区块高度
    StartBlockHash   common.Hash // 起始区块哈希
    Count            uint64      // 需要获取的区块数量
}

三、区块处理流程

1. 消息接收：
    

   
   func Handle(backend Backend, peer *Peer) error {
       for {
           if err := handleMessage(backend, peer); err != nil {
               return err
           }
       }
   }

    

    

    

2. 区块通知处理：
    

   func (f *BlockFetcher) Notify(peer string, hash common.Hash, number uint64, time time.Time,
       headerFetcher headerRequesterFn, bodyFetcher bodyRequesterFn) error {
       block := &blockAnnounce{
           hash:         hash,
           number:       number,
           time:        time,
           origin:       peer,
           fetchHeader: headerFetcher,
           fetchBodies: bodyFetcher,
       }
       select {
       case f.notify <- block:
           return nil
       case <-f.quit:
           return errTerminated
       }
   }

    

3. 区块获取：
    

   func (p *Peer) RequestBlocksByRange(startHeight uint64, startHash common.Hash, count uint64) ([]*BlockData, error) {
       requestID := p.dispatcher.GenRequestID()
       // 发送区块范围请求
       res, err := p.dispatcher.DispatchRequest(&Request{
           code: GetBlocksByRangeMsg,
           want: BlocksByRangeMsg,
           data: &GetBlocksByRangePacket{...},
       })
   }

    

四、优化机制

1. 缓存控制：
    

   const (
       maxKnownTxs = 32768
       maxKnownBlocks = 1024
       maxQueuedBlocks = 4
   )

    

2. 广播优化：

• 使用平方根算法选择广播节点数量

• EVN(Elastic Validator Network)节点特殊处理

3. 请求限制：

if count > hashLimit {
    log.Debug("Peer exceeded outstanding announces", "peer", notification.origin, "limit", hashLimit)
    break
}

五、总结

BSC的区块发现机制是一个多层次的P2P网络协议：

1. 使用轻量级的区块哈希通知机制

2. 按需获取完整区块数据

3. 支持批量区块同步

4. 实现了智能的广播策略

5. 包含了防DOS攻击的保护机制

这种设计既保证了网络的效率，又维护了去中心化的特性。