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深入解析比特币源码，交易控制的核心机制与实现

eeo2026-01-31 10:06:27涨幅榜30

摘要：
比特币作为全球首个成功的去中心化数字货币,其核心魅力不仅在于价格的波动，更在于其背后一套严谨、透明且由代码自主运行的系统，这套系统的基石便是比特币的源码，“交易控制”机制是保障比特币安全、稳定和可预测...

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比特币作为全球首个成功的去中心化数字货币,其核心魅力不仅在于价格的波动，更在于其背后一套严谨、透明且由代码自主运行的系统，这套系统的基石便是比特币的源码，“交易控制”机制是保障比特币安全、稳定和可预测流转的关键，本文将深入比特币源码，探讨其如何实现对交易的精细化控制。

比特币交易的本质：源码视角下的数据结构

在源码层面,一笔比特币交易本质上是一个数据结构，主要包含以下几个部分：

版本号 (Version)：标识交易遵循的规则版本。
输入列表 (Inputs / TxIn)：指明该交易消耗的先前未花费的交易输出（UTXO），每个输入包含对前一笔交易的引用（前一笔交易的哈希和输出索引）以及一个签名脚本（ScriptSig），用于证明 spending 方对 UTXO 的所有权。
输出列表 (Outputs / TxOut)：指明该交易创造的新的 UTXO，每个输出包含比特币金额和一个锁定脚本（ScriptPubKey），也称为脚本公钥，规定了未来花费这些 UTXO 的条件。
锁定时间 (Locktime)：设定该交易最早可以被纳入区块的时间或高度，用于实现相对或绝对的时间锁。

比特币的“交易控制”正是围绕对这些数据结构的验证、解析和执行来展开的。

交易控制的核心：脚本系统与验证引擎

比特币交易控制的核心是其脚本系统 (Scripting System)，这是一种基于堆栈的、简单的、图灵非完备的编程语言，用于定义交易输出的花费条件，每一笔交易的输入都必须提供满足其引用输出的锁定脚本的“解决方案”。

源码中的关键角色：Script 类与 EvalScript 函数

在比特币核心源码中,src/script/script.h 和 src/script/script.cpp 文件定义了 Script 类，用于表示和操作脚本，而交易的验证过程，则主要由 src/script/interpreter.cpp 文件中的 EvalScript 函数（及其相关辅助函数）驱动。

交易控制的具体体现：

签名验证 (Signature Verification)：
- 这是最常见也是最关键的控制机制,当用户使用私钥对一笔交易进行签名时，签名脚本（ScriptSig）通常会包含签名公钥对和签名数据。
- 验证引擎（EvalScript）会执行以下操作：
  - 将锁定脚本（ScriptPubKey，通常是 OP_DUP OP_HASH160 <pubKeyHash> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG）和签名脚本（ScriptSig）拼接起来。
  - 执行脚本：复制公钥哈希、验证签名数据的有效性（确保是用对应私钥对交易哈希签名）、最终检查公钥哈希是否匹配。
- 只有当脚本执行成功且堆栈最终为真（非零）时，交易输入才被视为有效。
多重签名 (Multi-signature)：
- 源码支持通过脚本实现多重签名,OP_2 <pubKey1> <pubKey2> <pubKey3> OP_3 OP_CHECKMULTISIG，表示需要至少 3 个公钥中的 2 个对应签名才能花费该输出。
- 这在源码的脚本操作码（如 OP_CHECKMULTISIG）和验证逻辑中有专门处理，实现了复杂的访问控制策略。
时间锁 (Time Locks)：
- 比特币支持相对时间锁（OP_CHECKSEQUENCEVERIFY / CSV）和绝对时间锁（OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY / CLTV）。
- CSV 基于输入的 sequence 字段，允许设置交易在某个区块高度或时间之后才能花费，或用于实现闪电网络等二层协议的延迟。
- CLTV 基于交易的 locktime 字段。
- 源码中的 CheckSequenceLocks 和 CheckLockTime 等函数负责验证这些时间锁条件是否满足，从而控制交易的即时有效性。
条件与复杂逻辑控制：
- 脚本系统提供了多种操作码,如 OP_IF, OP_ELSE, OP_ENDIF, OP_EQUAL, OP_NOT 等，允许构建更复杂的条件逻辑。
- 可以实现“或”逻辑：满足条件 A 或条件 B 即可花费，这在源码的脚本执行引擎中通过堆栈操作和条件跳转来实现。
交易费用控制 (Fee Control)：
- 虽然交易费用不由单个交易脚本直接控制,但它是交易被矿工打包和验证的重要考量。
- 源码中的交易构建逻辑（如 src/wallet/coincontrol.h, src/txmempool.h）和矿工的打包策略（src/miner/miner.cpp）会检查交易的大小、输入输出数量以及计算出的手续费率（fee rate）。
- 只有当交易满足网络当前的最低手续费率要求（或矿工设定的策略），才更有可能被纳入区块，这是一种间接但重要的交易控制，防止网络被大量低费或零费交易堵塞。

源码层面的交易验证流程

一笔交易从被节点收到到可能被打包入区块,需要经过严格的源码验证流程：

基本语法检查：CTxMemPool::checkInputs 或 ValidateInputs 等函数会检查交易格式是否正确，如序列化是否正确、输入输出是否为空、脚本是否过长等。
UTXO 查找与锁定：验证器需要根据输入引用查找对应的 UTXO，并在验证期间锁定它们，防止双花。
脚本执行：调用 EvalScript 对每个输入的脚本组合进行执行。
状态标志检查：脚本执行会设置各种状态标志（如 SCRIPT_VERIFY_P2SH, SCRIPT_VERIFY_CHECKLOCKTIMEVERIFY 等），这些标志定义了需要执行的严格程度。
交易有效性判断：只有当所有输入的脚本都执行成功，且交易本身满足其他共识规则（如 locktime 未到、序列号合法等），交易才被视为有效，并进入内存池等待被打包。