比特币交易数据格式，数字货币世界的语言与契约

摘要：

比特币，作为首个成功的去中心化数字货币，其核心价值在于实现点对点的电子现金系统，而这一切的实现，都依赖于一套精心设计的、严谨的交易数据格式，这套格式不仅是比特币网络中传递信息的“语言”，更是记录资产转...

欧意交易所
全球三大交易所之一，注册领50 USDT数币盲盒！
注册链接 APP下载

比特币，作为首个成功的去中心化数字货币，其核心价值在于实现点对点的电子现金系统，而这一切的实现，都依赖于一套精心设计的、严谨的交易数据格式，这套格式不仅是比特币网络中传递信息的“语言”，更是记录资产转移、确保安全不可篡改的“数字契约”，理解比特币交易的数据格式,是深入洞察比特币运作原理的关键。

比特币交易的基本构成

比特币交易本质上是一组数据，它声明了比特币的所有权从一方（发送方）转移给另一方（接收方）,一笔完整的比特币交易主要由以下几个部分组成：

1. 版本号 (Version)：标识交易遵循的规则集版本,有助于协议的升级和向后兼容。
2. 输入数量 (Input Count)：指明该交易包含多少个输入（即花费之前的UTXO）。
3. 交易输入 (Transaction Inputs)：每个输入都指向一笔之前未花费的交易输出（UTXO）,并包含解锁该UTXO所需的签名和脚本。
4. 输出数量 (Output Count)：指明该交易会产生多少个输出（即接收方的新UTXO）。
5. 交易输出 (Transaction Outputs)：每个输出都指定了接收方的地址（或公钥哈希）以及转账金额,并包含锁定该输出的脚本。
6. 锁定时间 (Locktime)：设定交易最早可以被纳入区块的时间或区块高度,用于实现延迟交易或某些复杂脚本功能。

核心组件详解：交易输入与输出

交易输入和输出是比特币交易数据格式中最核心的部分，它们共同完成了比特币的“所有权证明”与“转移声明”。

交易输入 (TxIn)

一个典型的交易输入包含以下字段：

• 上一个交易输出哈希 (Previous Output Hash)：一个32字节的值，是包含要花费UTXO的那笔交易的哈希（通常是小端序），这相当于“钱从哪儿来”的指针。
• 上一个交易输出索引 (Previous Output Index)：一个4字节的整数，指定在上一笔交易中，哪个输出（从0开始计数）被当前交易花费。
• 解锁脚本脚本长度 (ScriptSig Length)：变长整数,表示接下来解锁脚本的字节数。
• 解锁脚本 (ScriptSig)：也称为签名脚本，由发送方构建，包含签名和公钥等，用于满足被花费UTXO的锁定脚本的条件,证明发送方对该UTXO拥有所有权。
• 序列号 (Sequence)：4字节，最初用于实现“替换交易”（RBF）机制,未来也可能有更多用途。

交易输出 (TxOut)

一个典型的交易输出包含以下字段：

• 金额 (Value)：一个8字节的无符号整数，表示转账的比特币数量（以聪为单位，1 BTC = 100,000,000 聪）。
• 锁定脚本脚本长度 (ScriptPubKey Length)：变长整数,表示接下来锁定脚本的字节数。
• 锁定脚本 (ScriptPubKey)：也称为公钥脚本，由发送方创建，规定了接收方在花费这笔UTXO时必须满足的条件，最常见的锁定脚本类型是“P2PKH”（Pay-to-Public-Key-Hash），它要求接收方提供与公钥哈希匹配的公钥和有效的签名。 OP_DUP OP_HASH160 <公钥哈希> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG 这个脚本的意思是：复制一份栈顶元素（公钥），计算其哈希，与预设的<公钥哈希>比较,若相等则验证签名。

数据格式的底层：序列化与Base58Check

比特币交易数据格式最终需要以二进制形式在网络中传播和存储，为了实现这一点，比特币采用了序列化（也称为编码）的方式,将上述结构化的数据转换为一连续的字节流。

• 序列化规则：

  • 整数通常采用小端序（Little-Endian）存储,即最低有效字节在前。
  • 变长整数（VarInt）用于表示长度或数量，它可以高效地表示小数值,避免浪费空间。
  • 各种字段按照特定顺序拼接，形成原始交易数据（raw transaction）。

• Base58Check 编码： 虽然原始交易数据是二进制格式，但为了方便人类阅读、输入以及防止错误，比特币地址和某些脚本会使用Base58Check编码,这种编码方式：

  1. 在原始数据前添加一个版本字节。
  2. 计算两次SHA-256哈希,取前4字节作为校验和。
  3. 将版本字节、原始数据和校验和合并，然后进行Base58编码（去除了容易混淆的0、O、I、l等字符）。 这样不仅使得编码后的字符串更简洁，还能通过校验和检测输入错误,提高了可靠性。

数据格式的重要性与意义

比特币交易数据格式的精心设计带来了诸多关键特性：

1. 不可篡改性：一旦交易被确认并打包进区块，其输入和输出信息就被固定下来，任何对交易数据的篡改都会导致哈希值改变,从而被网络拒绝。
2. 所有权证明：通过数字签名（解锁脚本）和公钥密码学，确保只有拥有对应私钥的人才能花费UTXO,实现了数字资产的所有权控制。
3. 去中心化验证：网络中的每个节点都能独立解析和验证交易数据格式的正确性,无需依赖中心机构。
4. 灵活性与可扩展性：脚本系统允许用户构建复杂的交易逻辑，例如多重签名、时间锁等,为比特币应用生态的扩展提供了可能。

比特币交易数据格式，这套看似冰冷的二进制规则，实则是支撑整个比特币网络运行的基石，它定义了比特币如何在点对点之间安全、高效地转移，确保了交易的透明与可信，从最初的交易创建、网络广播，到矿工的打包验证，再到最终的确权，每一个环节都离不开对这套数据格式的严格遵循和解析，可以说，理解了比特币交易的数据格式，就等于掌握了比特币世界的“通用语言”，能更深刻地领略其作为革命性数字货币的技术魅力与核心价值，随着比特币的发展，这套数据格式也将继续演进,以适应更复杂的应用场景和未来的挑战。

币安交易所
币安交易所是国际领先的数字货币交易平台，低手续费与BNB空投福利不断！
注册链接 APP下载