比特币如何形成交易记录，从发起上链到全球共识

摘要：

比特币作为全球首个去中心化数字货币,其核心魅力之一在于其安全、透明且不可篡改的交易记录系统，一笔比特币交易究竟是如何从发起者手中，最终成为永久记录在区块链上的“历史尘埃”的呢？这个过程融合了密码学、分...

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

比特币作为全球首个去中心化数字货币,其核心魅力之一在于其安全、透明且不可篡改的交易记录系统，一笔比特币交易究竟是如何从发起者手中，最终成为永久记录在区块链上的“历史尘埃”的呢？这个过程融合了密码学、分布式网络和共识机制，堪称一场精心编排的数字芭蕾。

交易发起：数字钱包的“指令”

一切始于用户的比特币钱包,当用户A想要向用户B转账一定数量的比特币时，他会在自己的钱包中发起一笔交易指令，这不仅仅是一个简单的“我要转钱”的想法，而是一份包含详细信息的“数字包裹”：

1. 输入（Inputs）：用户A需要指定他打算花费哪些比特币，这些“输入”是他之前接收到的、尚未花费的交易输出（UTXO，Unspent Transaction Output），UTXO就像是比特币的“零钱”，每一笔未花费的收款都会形成一个UTXO，用户A需要提供这些UTXO的“锁定脚本”（ScriptSig），证明他有权动用这些比特币。
2. 输出（Outputs）：用户A需要指定这些比特币将发送给谁，以及发送多少。
   • 金额：明确给用户B的比特币数量。
   • 锁定脚本（ScriptPubKey）：包含用户B的比特币地址（公钥的哈希值），以及一个解锁条件，通常是用户B的私钥签名，这意味着只有用户B能用其私钥签名才能花掉这笔钱。
   • 找零（可选）：如果用户A的UTXO金额大于他要转给B的金额，他会生成一个“找零”输出，将剩余金额返回到自己的另一个地址，形成新的UTXO。
3. 手续费（Fee）：用户A通常会支付一笔小额手续费给矿工，这是激励矿工打包并验证他交易的关键。

这份完整的交易信息,经过用户A的私钥签名后，就成为了一笔“待确认交易”，被广播到比特币网络中。

传播与验证：网络节点的“共识前奏”

一旦交易被发起,它会像涟漪一样迅速通过比特币P2P网络传播到成千上万的节点（Node），这些节点是比特币网络的基础设施，它们各自维护着完整的区块链副本。

当节点接收到一笔新的交易时,它会立即进行一系列严格的验证：

1. 语法验证：检查交易数据格式是否正确，字段是否完整。
2. 输入验证：检查输入所引用的UTXO是否存在，且未被花费过。
3. 签名验证：验证用户A对交易的签名是否有效，确保他确实拥有这些UTXO的支配权。
4. 金额验证：检查输入总额是否大于等于输出总额（包括手续费）。
5. 双花验证：确保这笔交易的输入UTXO没有被其他已确认的交易重复使用。

只有通过所有验证的交易,才会被节点接受并继续转发到网络中的其他节点，未通过验证的交易则会被丢弃，这一过程确保了只有合法的交易才能进入后续的打包流程。

交易打包：矿工的“数字拼图”

经过网络传播和初步验证后,大量的待确认交易会暂时存储在“内存池”（Mempool）中，等待矿工的“青睐”，矿工的核心任务就是将这些交易打包成一个“区块”（Block）。

1. 选择交易：矿工从内存池中选择他们认为手续费较高、优先级较高的交易（以及一些特殊交易，如 coinbase 交易），他们需要确保打包的交易总大小不能超过区块大小限制（目前约为1-4MB，取决于具体规则）。
2. 构建候选区块：矿工将选定的交易按照特定顺序排列（通常是手续费高的在前），然后构建一个候选区块，区块除了包含这些交易数据外，还包含：
   • 版本号：区块的协议版本。
   • 前一个区块的哈希值：指向前一个区块，形成链式结构。
   • 时间戳：区块创建的时间。
   • 难度目标：当前网络的挖矿难度。
   • 随机数（Nonce）：矿工需要不断尝试的数值，用于寻找满足特定条件的哈希值。
3. 工作量证明（PoW）：这是最关键也最耗时的步骤，矿工需要利用计算能力，不断改变候选区块中的“随机数”（Nonce），并对整个区块头进行哈希运算（如SHA-256），直到找到一个特定的随机数，使得区块头的哈希值小于或等于当前网络的目标难度值，这个过程就像在无数个数字中寻找一个特定的“密码”，需要巨大的计算量和电力消耗，因此被称为“工作量证明”，第一个找到有效解的矿工，就获得了“记账权”。

区块确认与上链：共识机制的“最终裁决”

当一个矿工成功找到符合要求的随机数,他就打包了一个新的区块，并将其广播到比特币网络。

网络中的其他节点会立即收到这个新区块,并对其进行验证：

1. 区块头验证：验证区块头的哈希值是否满足难度要求。
2. 交易验证：验证区块中的每一笔交易是否都符合网络规则（与之前单个交易验证类似，但更侧重于规则一致性）。
3. 链选择规则：如果多个矿工同时广播了不同版本的区块，节点会选择“最长有效链”作为主链，拥有最多“确认数”（即后续区块不断延伸）的区块被认为是有效的。

如果大多数节点都认可这个新区块,那么这个区块就被正式“确认”，并被添加到区块链的末端，区块中的所有交易记录就成为了区块链上不可篡改的一部分。

交易记录的最终形态：不可篡改的“历史账本”

一旦交易被打包进区块并获得至少6个后续区块的确认（通常认为6个确认足够安全），这笔交易就被认为是“最终确认”了，它会被永久记录在比特币的区块链上，任何人都可以通过区块链浏览器查询到这笔交易的详细信息，包括发送方、接收方、金额、时间戳以及所在的区块高度。

比特币交易记录的形成是一个复杂而精密的过程,它依赖于：

• 密码学：确保交易发起者的身份认证和交易数据的完整性。
• 分布式网络：实现交易的广播、验证和同步，避免单点故障。
• UTXO模型：清晰定义了所有权的转移和未花费输出。
• 工作量证明（PoW）：通过竞争机制确保记账权的公平获取，防止恶意篡改。
• 共识机制：网络节点通过验证和选择最长链，就交易的达成顺序和内容达成一致。

正是这些技术的巧妙结合,使得比特币能够在没有中心化机构的情况下，建立起一个安全、透明、去中心化的全球交易记录系统，每一笔交易都成为了这条永不停止的“数字长链”上不可或缺的一环。

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