比特币交易构成

作者:q4878802

比特币交易构成

转自:http://618.io/

交易类型

  • 产量交易(Generation)

    每个Block都对应一个产量交易(Generation TX),该类交易是没有输入交易的,挖出的新币是所有币的源头。

  • 合成地址交易(Script Hash)

    该类交易的接收地址不是通常意义的地址,而是一个合成地址,以3开头,需要几对公私钥一起生成合成地址,在生成过程中可以指定,几对公私钥中的几个签名以后,就可以消费该地址的比特币。

  • 通用地址交易(Pubkey Hash)

    该类是最常见的交易类型,由N个输入、M个输出构成。
    输入和输出可以简单的理解成,发出币的地址就是输入,收到币的地址就是输出。

数据结构

字段 数据类型 字段大小 字段描述
version uint32_t 4 交易数据结构的版本号
tx_in count var_int 1+ 输入交易的数量
tx_in tx_in[] 41+ 输入交易的数组,每个输入>=41字节
tx_out count var_int 1+ 输出地址的数量
tx_out tx_out[] 9+ 输入地址的数组,每个输入>=9字节
lock_time uint32_t 4

lock_time是一个多意字段,表示在某个高度的Block之前或某个时间点之前该交易处于锁定态,无法收录进Block。

含义
0 立即生效
< 500000000 含义为Block高度,处于该Block之前为锁定(不生效)
>= 500000000 含义为Unix时间戳,处于该时刻之前为锁定(不生效)

若该笔交易的所有输入交易的sequence字段,均为INT32最大值(0xffffffff),则忽略lock_time字段。否则,该交易在未达到Block高度或达到某个时刻之前,是不会被收录进Block中的。

示例

为了演示方便,我们读取稍早期的块数据,以高度116219 Block为例。

# ~  bitcoind getblock 0000000000007c639f2cbb23e4606a1d022fa4206353b9d92e99f5144bd74611           
{
    "hash" : "0000000000007c639f2cbb23e4606a1d022fa4206353b9d92e99f5144bd74611",
    "confirmations" : 144667,
    "size" : 1536,
    "height" : 116219,
    "version" : 1,
    "merkleroot" : "587fefd748f899f84d0fa1d8a3876fdb406a4bb8f54a31445cb72564701daea6",
    "tx" : [
        "be8f08d7f519eb863a68cf292ca51dbab7c9b49f50a96d13f2db32e432db363e",
        "a387039eca66297ba51ef2da3dcc8a0fc745bcb511e20ed9505cc6762be037bb",
        "2bd83162e264abf59f9124ca517050065f8c8eed2a21fbf85d454ee4e0e4c267",
        "028cfae228f8a4b0caee9c566bd41aed36bcd237cdc0eb18f0331d1e87111743",
        "3a06b6615756dc3363a8567fbfa8fe978ee0ba06eb33fd844886a0f01149ad62"
    ],
    "time" : 1301705313,
    "nonce" : 1826107553,
    "bits" : "1b00f339",
    "difficulty" : 68977.78463021,
    "previousblockhash" : "00000000000010d549135eb39bd3bbb1047df8e1512357216e8a85c57a1efbfb",
    "nextblockhash" : "000000000000e9fcc59a6850f64a94476a30f5fe35d6d8c4b4ce0b1b04103a77"
}

> 该Block里面有5笔交易,第一笔为Generation TX,解析出来看一下具体内容:

# ~  bitcoind getrawtransaction be8f08d7f519eb863a68cf292ca51dbab7c9b49f50a96d13f2db32e432db363e 1
{
    "hex" : "01000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000ffffffff070439f3001b0134ffffffff014034152a010000004341045b3aaa284d169c5ae2d20d0b0673468ed3506aa8fea5976eacaf1ff304456f6522fbce1a646a24005b8b8e771a671f564ca6c03e484a1c394bf96e2a4ad01dceac00000000",
    "txid" : "be8f08d7f519eb863a68cf292ca51dbab7c9b49f50a96d13f2db32e432db363e",
    "version" : 1,
    "locktime" : 0,
    "vin" : [
        {
            "coinbase" : "0439f3001b0134",
            "sequence" : 4294967295
        }
    ],
    "vout" : [
        {
            "value" : 50.01000000,
            "n" : 0,
            "scriptPubKey" : {
                "asm" : "045b3aaa284d169c5ae2d20d0b0673468ed3506aa8fea5976eacaf1ff304456f6522fbce1a646a24005b8b8e771a671f564ca6c03e484a1c394bf96e2a4ad01dce OP_CHECKSIG",
                "hex" : "41045b3aaa284d169c5ae2d20d0b0673468ed3506aa8fea5976eacaf1ff304456f6522fbce1a646a24005b8b8e771a671f564ca6c03e484a1c394bf96e2a4ad01dceac",
                "reqSigs" : 1,
                "type" : "pubkey",
                "addresses" : [
                    "1LgZTvoTJ6quJNCURmBUaJJkWWQZXkQnDn"
                ]
            }
        }
    ],
    "blockhash" : "0000000000007c639f2cbb23e4606a1d022fa4206353b9d92e99f5144bd74611",
    "confirmations" : 145029,
    "time" : 1301705313,
    "blocktime" : 1301705313
}

Generation TX的输入不是一个交易,而带有coinbase字段的结构。该字段的值由挖出此Block的人填写,这是一种“特权”:可以把信息写入货币系统(大家很喜欢用系统中的数据结构字段名来命名站点,例如blockchain、coinbase等,这些词的各种后缀域名都被抢注一空)。中本聪在比特币的第一个交易中的写入的coinbase值是:

"coinbase":"04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73"

将该段16进制转换为ASCII字符,就是那段著名的创世块留言:

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks

接下来展示的是一个三个输入、两个输出的普通交易:

# ~  bitcoind getrawtransaction 028cfae228f8a4b0caee9c566bd41aed36bcd237cdc0eb18f0331d1e87111743 1
{
    "hex" : "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",
    "txid" : "028cfae228f8a4b0caee9c566bd41aed36bcd237cdc0eb18f0331d1e87111743",
    "version" : 1,
    "locktime" : 0,
    "vin" : [
        {
            "txid" : "b79a4803014177ea0139c95f09c6903c01bb8f80d039631afd68cabf7eb0f3c9",
            "vout" : 0,
            "scriptSig" : {
                "asm" : "3044022055bac1856ecbc377dd5e869b1a84ed1d5228c987b098c095030c12431a4d5249022055523130a9d0af5fc27828aba43b464ecb1991172ba2a509b5fbd6cac97ff3af01 048aefd78bba80e2d1686225b755dacea890c9ca1be10ec98173d7d5f2fefbbf881a6e918f3b051f8aaaa3fcc18bbf65097ce8d30d5a7e5ef8d1005eaafd4b3fbe",
                "hex" : "473044022055bac1856ecbc377dd5e869b1a84ed1d5228c987b098c095030c12431a4d5249022055523130a9d0af5fc27828aba43b464ecb1991172ba2a509b5fbd6cac97ff3af0141048aefd78bba80e2d1686225b755dacea890c9ca1be10ec98173d7d5f2fefbbf881a6e918f3b051f8aaaa3fcc18bbf65097ce8d30d5a7e5ef8d1005eaafd4b3fbe"
            },
            "sequence" : 4294967295
        },
        {
            "txid" : "b79a4803014177ea0139c95f09c6903c01bb8f80d039631afd68cabf7eb0f3c9",
            "vout" : 1,
            "scriptSig" : {
                "asm" : "304402206b993231adec55e6085e75f7dc5ca6c19e42e744cd60abaff957b1c352b3ef9a022022a22fec37dfa2c646c78d9a0753d56cb4393e8d0b22dc580ef1aa6cccef208d01 042ff65bd6b3ef04253225405ccc3ab2dd926ff2ee48aac210819698440f35d785ec3cec92a51330eb0c76cf49e9e474fb9159ab41653a9c1725c031449d31026a",
                "hex" : "47304402206b993231adec55e6085e75f7dc5ca6c19e42e744cd60abaff957b1c352b3ef9a022022a22fec37dfa2c646c78d9a0753d56cb4393e8d0b22dc580ef1aa6cccef208d0141042ff65bd6b3ef04253225405ccc3ab2dd926ff2ee48aac210819698440f35d785ec3cec92a51330eb0c76cf49e9e474fb9159ab41653a9c1725c031449d31026a"
            },
            "sequence" : 4294967295
        },
        {
            "txid" : "da30b272fb73d78108ff80ddd1ac2f76419533af79ad06a5b3c70fc4a62086c9",
            "vout" : 1,
            "scriptSig" : {
                "asm" : "3045022040a5d957e087ed61e80f1110bcaf4901b5317c257711a6cbc54d6b98b6a8563f02210081e3697031fe82774b8f44dd3660901e61ac5a99bff2d0efc83ad261da5b4f1d01 04a7d1a57e650613d3414ebd59e3192229dc09d3613e547bdd1f83435cc4ca0a11c679d96456cae75b1f5563728ec7da1c1f42606db15bf554dbe8a829f3a8fe2f",
                "hex" : "483045022040a5d957e087ed61e80f1110bcaf4901b5317c257711a6cbc54d6b98b6a8563f02210081e3697031fe82774b8f44dd3660901e61ac5a99bff2d0efc83ad261da5b4f1d014104a7d1a57e650613d3414ebd59e3192229dc09d3613e547bdd1f83435cc4ca0a11c679d96456cae75b1f5563728ec7da1c1f42606db15bf554dbe8a829f3a8fe2f"
            },
            "sequence" : 4294967295
        }
    ],
    "vout" : [
        {
            "value" : 0.84000000,
            "n" : 0,
            "scriptPubKey" : {
                "asm" : "OP_DUP OP_HASH160 634228c26cf40a02a05db93f2f98b768a8e0e61b OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
                "hex" : "76a914634228c26cf40a02a05db93f2f98b768a8e0e61b88ac",
                "reqSigs" : 1,
                "type" : "pubkeyhash",
                "addresses" : [
                    "1A3q9pDtR4h8wpvyb8SVpiNPpT8ZNbHY8h"
                ]
            }
        },
        {
            "value" : 156.83000000,
            "n" : 1,
            "scriptPubKey" : {
                "asm" : "OP_DUP OP_HASH160 7514080ab2fcac0764de3a77d10cb790c71c74c2 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
                "hex" : "76a9147514080ab2fcac0764de3a77d10cb790c71c74c288ac",
                "reqSigs" : 1,
                "type" : "pubkeyhash",
                "addresses" : [
                    "1Bg44FZsoTeYteRykC1XHz8facWYKhGvQ8"
                ]
            }
        }
    ],
    "blockhash" : "0000000000007c639f2cbb23e4606a1d022fa4206353b9d92e99f5144bd74611",
    "confirmations" : 147751,
    "time" : 1301705313,
    "blocktime" : 1301705313
}

字段hex记录了所有相关信息,后面显示的是hex解析出来的各类字段信息。下面把逐个分解hex内容(hex可以从上面的直接看到):

01000000   // 版本号,UINT32
03         // Tx输入数量,变长INT。3个输入。
/*** 第一组Input Tx ***/
// Tx Hash,固定32字节
c9f3b07ebfca68fd1a6339d0808fbb013c90c6095fc93901ea77410103489ab7
00000000  // 消费的Tx位于前向交易输出的第0个,UINT32,固定4字节
8a        // 签名的长度, 0x8A = 138字节
// 138字节长度的签名,含有两个部分:公钥+签名
47       // 签名长度,0x47 = 71字节
3044022055bac1856ecbc377dd5e869b1a84ed1d5228c987b098c095030c12431a4d5249022055523130a9d0af5fc27828aba43b464ecb1991172ba2a509b5fbd6cac97ff3af01
41       // 公钥长度,0x41 = 65字节
048aefd78bba80e2d1686225b755dacea890c9ca1be10ec98173d7d5f2fefbbf881a6e918f3b051f8aaaa3fcc18bbf65097ce8d30d5a7e5ef8d1005eaafd4b3fbe
ffffffff  // sequence,0xffffffff = 4294967295, UINT32, 固定4字节
/*** 第二组Input Tx。与上同理,省略分解 ***/
c9f3b07ebfca68fd1a6339d0808fbb013c90c6095fc93901ea77410103489ab7010000008a47304402206b993231adec55e6085e75f7dc5ca6c19e42e744cd60abaff957b1c352b3ef9a022022a22fec37dfa2c646c78d9a0753d56cb4393e8d0b22dc580ef1aa6cccef208d0141042ff65bd6b3ef04253225405ccc3ab2dd926ff2ee48aac210819698440f35d785ec3cec92a51330eb0c76cf49e9e474fb9159ab41653a9c1725c031449d31026affffffff
/*** 第三组Input Tx ***/
c98620a6c40fc7b3a506ad79af339541762facd1dd80ff0881d773fb72b230da010000008b483045022040a5d957e087ed61e80f1110bcaf4901b5317c257711a6cbc54d6b98b6a8563f02210081e3697031fe82774b8f44dd3660901e61ac5a99bff2d0efc83ad261da5b4f1d014104a7d1a57e650613d3414ebd59e3192229dc09d3613e547bdd1f83435cc4ca0a11c679d96456cae75b1f5563728ec7da1c1f42606db15bf554dbe8a829f3a8fe2fffffffff
02  // Tx输出数量,变长INT。两个输出。
/*** 第一组输出 ***/
00bd010500000000    // 输出的币值,UINT64,8个字节。字节序需翻转,~= 0x000000000501bd00 = 84000000 satoshi
19                  // 输出目的地址字节数, 0x19 = 25字节,由一些操作码与数值构成
// 目标地址
// 0x76 -> OP_DUP(stack ops)
// 0xa9 -> OP_HASH160(crypto)
// 0x14 -> 长度,0x14 = 20字节
76 a9 14 
// 地址的HASH160值,20字节
634228c26cf40a02a05db93f2f98b768a8e0e61b 
// 0x88 -> OP_EQUALVERIFY(bit logic)
// 0xac -> OP_CHECKSIG(crypto)
88 ac
/*** 第二组输出 ***/
c096c7a603000000
19
76 a9 14 7514080ab2fcac0764de3a77d10cb790c71c74c2 88 ac
00000000  // lock_time,UINT32,固定4字节

Tx Hash,俗称交易ID,由hex得出:Tx Hash = SHA256(SHA256(hex))。由于每个交易只能成为下一个的输入,有且仅有一次,那么不存在输入完全相同的交易,那么就不存在相同的Tx Hash(SHA256碰撞概率极小,所以无需考虑Hash碰撞的问题,就像无需考虑地址私钥被别人撞到一样)。

即便如此,在系统里依然产生了相同的Tx Hash,是某位矿工兄弟挖出Block后,打包Block时忘记修改Generation Tx coinbase字段的值,币量相同且输出至相同的地址,那么就构造了两个完全一模一样的交易,分别位于两个Block的第一个位置。这个对系统不会产生什么问题,但只要花费其中一笔,另一个也被花费了。相同的Generation Tx相当于覆盖了另一个,白白损失了挖出的币。该交易ID为e3bf3d07d4b0375638d5f1db5255fe07ba2c4cb067cd81b84ee974b6585fb468,第一次出现在#91722,第二次出现在#91880。

交易签名

签名是对所有权的验证,节点收到交易广播后,会对交易进行验证,通过后则收录进内存、打包进Block,否则,丢弃之。签名就类似传统纸质合同盖章、签字过程,合法转移所有权的保证手段。

签名类型

由于一个交易的输入、输出都可能具有多个,那么签名也具有多种类型,目前共三类:SIGHASH_ALL, SIGHASH_NONE, SIGHASH_SINGLE。

SIGHASH_ALL

该签名类型为默认类型,也是目前绝大部分交易采用的,顾名思义即签名整单交易。首先,组织所有输出、输入,就像上文分解Hex过程一样,每个输入都对应一个签名,暂时留空,其他包括sequence等字段均须填写,这样就形成了一个完整的交易Hex(只缺签名字段)。然后,每一个输入均需使用私钥对该段数据进行签名,签名完成后各自填入相应的位置,N个输入N个签名。简单理解就是:对于该笔单子,认可且只认可的这些输入、输出,并同意花费我的那笔输入。

SIGHASH_NONE

该签名类型是最自由松散的,仅对输入签名,不对输出签名,输出可以任意指定。某人对某笔币签名后交给你,你可以在任意时刻填入任意接受地址,广播出去令其生效。简单理解就是:我同意花费我的那笔钱,至于给谁,我不关心。

SIGHASH_SINGLE

该签名类型其次自由松散,仅对自己的输入、输出签名,并留空sequence字段。其输入的次序对应其输出的次序,比如输入是第3个,那么签名的输出也是第三个。简单理解就是:我同意花费我的那笔钱,且只能花费到我认可的输出,至于单子里的其他输入、输出,我不关心。

发表评论

0个评论

我要留言×

技术领域:

我要留言×

留言成功,我们将在审核后加至投票列表中!

提示x

区块链知识库已成功保存至我的图谱现在你可以用它来管理自己的知识内容了

删除图谱提示×

你保存在该图谱下的知识内容也会被删除,建议你先将内容移到其他图谱中。你确定要删除知识图谱及其内容吗?

删除节点提示×

无法删除该知识节点,因该节点下仍保存有相关知识内容!

删除节点提示×

你确定要删除该知识节点吗?