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比特币的交易到底长啥样

发布时间:2021-02-25比特币交易评论
交易(transaction)长啥样比特币使用的是区块链技术,所以它的所有产生的区块(一个区块里面包含很多条交易)都是透明可查的,可进这个网站:进行查询。binfun选取BTC历史区块里面的

交易(transaction)长啥样比特币使用的是区块链技术,所以它的所有产生的区块(一个区块里面包含很多条交易)都是透明可查的,可进这个网站:进行查询。

binfun选取BTC历史区块里面的一条transaction:

该条transaction的编号为:0627052b6f28912f2703066a912ea577f2ce4da4caa5a5fbd8a57286c345c2f2

该交易的内容如截图:

从上图我们可以看到“输入”中的账户1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK把0.1个BTC分别转给了“输出”中的账户1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA(该账户收到了0.01500000个BTC)和1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK(该账户也就是原账户发送给了自己0.08450000个BTC)。

所以这交易就是账户1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK转了0.015个BTC给1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA。

但是输出中的0.0845+0.015=0.0995,并不等于0.1啊,这是因为去掉的0.0005就是矿工费。

进一步看看上面的那张图片实际上把这条交易可视化了,这条交易的真实样子是长这样的:

{??"version":?1,??"locktime":?0,??"vin":?[????{??????"txid":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",??????"vout":?0,??????"scriptSig":?"3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813[ALL]?0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf",??????"sequence":?4294967295????}?],??"vout":?[????{??????"value":?0.01500000,??????"scriptPubKey":?"OP_DUP?OP_HASH160?ab68025513c3dbd2f7b92a94e0581f5d50f654e7?OP_EQUALVERIFY?OP_CHECKSIG"????},????{??????"value":?0.08450000,??????"scriptPubKey":?"OP_DUP?OP_HASH160?7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8?OP_EQUALVERIFY?OP_CHECKSIG",????}??]}是不是一脸懵逼,懵逼就对了。这条交易主要由vin和vout两大块组成。看不懂我们就从似曾相识的数字看起:vout里面有个"value":0.01500000和"value":0.08450000,这两个数字我懂,这就是转账数字啊。

就是刚才的比特币地址1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK发送给另一个比特币地址1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA的钱嘛。

听说比特币地址是由Base58编码的,Base58编码是啥咱也不知道,咱也不敢问,反正估计和Base64大差不差。

于是binfun毫不知情地从上下载了一个脚本bitcoin.sh,一顿猛操作对地址进行Base58解码:

.?bitcoin.shdecodeBase58?1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK得到了:

007f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a801974ac6这串16进制数有点眼熟啊,这不就和上面看到的

????{??????"value":?0.08450000,??????"scriptPubKey":?"OP_DUP?OP_HASH160?7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8?OP_EQUALVERIFY?OP_CHECKSIG",????}的

7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8?非常接近了,就是多出了头上的"00"和尾巴上的"01974ac6"

其中头上的"00"代表了主网版本号,而"01974ac6"代表了校验和,这个校验和可以由以下python命令生成:

import?hashlibimport?codecskey?=?codecs.decode('007f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8',?'hex')r?=?hashlib.new('sha256',?key).digest()r?=?hashlib.new('sha256',?r).digest()print(codecs.encode(r,?'hex').decode("utf-8"))01974ac64161c88c363cc701200f529e517ab8a68d11e5f9e46bdb459cc34cd9可以看到该校验和由连续两次的sha256后的结果,取该结果的前四个字节,也就是01974ac6

以上过程就是类似比特币地址和比特币公钥的转换过程。

再仔细看看为了便于理解,我们可以认为在vout中,以上所述的两个比特币地址中分别获得了0.015和0.0845个BTC。

换句话说vout就是把比特币“锁定”在上述两个比特币地址中,上面出现的scriptPubKey就是所谓的“锁定脚本”。

那么vin是干啥的,就是解锁呀,让我们再看一眼vin:

??"vin":?[????{??????"txid":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",??????"vout":?0,??????"scriptSig":?"3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813[ALL]?0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf",??????"sequence":?4294967295????}?],以上的txid是transactionid的缩写,我们当前的txid是0627052b6f28912f2703066a912ea577f2ce4da4caa5a5fbd8a57286c345c2f2(下图中用txid0627052b简写)

但是vin中却引用了

"txid":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",(下图中用txid7957a35f简写)

这显得有点绕,具体意思如下图所示:

所以scriptSig就是“解锁脚本”的意思,其中内容就是用户A使用他的私钥进行了一项签名,证明我是地址A的私钥拥有者,我有权对锁定到地址A内的余额进行使用。

那么问题又来了,用户A的钱又是哪里来的???实际上不断追溯源头的话,最终大家的比特币都来自于一种叫做币基交易(coinbase)的特殊交易,币基交易是没有vin的,币基交易是由挖到矿的矿工生成的,所以挖矿挖到的都是“新币”,平时用户转账的币追溯到最上面的话,都是矿工挖出来的。

解锁和锁定脚本现在我们知道,有用来解锁资金的解锁脚本,以及锁定资金的锁定脚本,解锁脚本是在"vin"中,锁定脚本是在"vout"中。

那么这些脚本长什么样呢?比特币交易脚本语言是一种逆波兰表达式的基于堆栈的执行语言。

在介绍解锁、锁定脚本之前,先介绍一下比特币的私钥、公钥、比特币地址之间的关系。

关于比特币公钥私钥的特性,只需要知道这两点:

私钥经过椭圆算法之后生成公钥,公钥经过哈希算法之后生成比特币地址(也就是公钥哈希)。这个过程是不可逆的,也就是说通过公钥不能倒推出私钥,但是私钥却可以生成公钥。

一段文本经过私钥加密之后只能由公钥进行解密,而由公钥加密之后的文本只能由私钥解密,这就是非对称加密算法。

vout中的一种典型的锁定脚本如下:

OP_DUP?OP_HASH160??OP_EQUALVERIFY?OP_CHECKSIG其中需要注意的是,是公钥哈希(可以通过它推导出比特币地址),锁定脚本中指定了拥有该公钥哈希的私钥人,才能解锁该脚本。

vin中的一种典型的的解锁脚本如下:

?解锁脚本提供了签名以及公钥,该签名是私钥将交易加密后产生的。

当验证脚本的时候,需要把两个脚本组合起来如下:

??OP_DUP?OP_HASH160??OP_EQUALVERIFY?OP_CHECKSIG以上的运行规则类似逆波兰表达式的堆栈脚本,流程如下:

首先验证的是解锁脚本提供的公钥,在进行HASH160的哈希运算之后,确定是否和锁定脚本中提供的比特币地址(公钥哈希)一致。

然后验证的是解锁脚本提供的签名,验证节点会使用公钥对这个签名进行解密,并确认解密后的文本是否正确。

以上最关键的一点就是使用公钥将签名进行解密,这让该比特币的拥有者在不透露私钥的情况证明了所有权,只需要使用私钥生成签名即可。那么私钥加密的文本是什么呢?又或者换个问法,公钥把签名解密后的文本又是什么呢?额,我是在说下面这段本质上是什么:

??????"scriptSig":?"3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813[ALL]?0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf",以下将txid7957a35f简称为交易A,将txid0627052b简称为交易B。

从各种资料中,我们可以提取出以下信息:

解锁用的签名(即scriptSig)是放在交易B中的。

解锁用的签名是使用私钥将交易B加密后的产物。

那么问题来了,到底是如何用私钥把交易B给加密——生成签名,然后又把这个生成好的签名放在交易B的scriptSig中。

答案是这样的,签名生成的步骤如下:

把交易B中的解锁脚本字段填充成相应交易A的输出中的锁定脚本。

在第一步产生的文本加上小端序4字节的签名类型0x01(灰色部分),并计算两次SHA256。

再把第二步中计算完的SHA256的文本进行私钥加密,最后得到签名。

从以上步骤中可以看出,因为交易B的scriptSig字段首先被交易A的输出中的锁定脚本所填充,而当签名生成之后,再将签名放在scriptSig中,这样交易B就完整地生成了!!!

如下图中的sigScript就是解锁脚本,pkScript就是锁定脚本。

参考资料:://www.infoq.com/cn/articles/deep-understanding-of-bitcoin-transaction-script

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