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理解比特币脚本

一无所有977
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其实我们可以这样看待比特币的交易:『交易的发起者悬赏若干比特币,在网络上贴出了一到数学题,谁解出了这道数学题,悬赏就归谁了』。 顺着这个思路,Alice对Bob的转账可以理解为『Alice把一道只有Bob才能解开的数学题发到网络上,Bob解出题并拿走了悬赏』。那么,每个交易数据中都会出现的『脚本』就是题和解,『脚本语言』就是用来描述题和解的工具。% [& m( T8 Y( `! }8 w5 x, ]7 W! O
『输入脚本』和『输出脚本』$ ]4 j7 w7 s! p. ~& Y& M' t
在这里我们先讨论单输入单输出的比特币交易,因为这样描述起来更方便且不影响对『脚本』的理解。
, ^. u9 ?  C' j9c50cee8d50e273100987bb12ec46208cb04a1d5b68c9bea84fd4a04854b5eb1 这是一个单输入单输出交易,看下我们要关注的数据:
, z5 N+ A: @6 |; jHash:0 k8 R2 c* @( R& `
9c50cee8d50e273100987bb12ec46208cb04a1d5b68c9bea84fd4a04854b5eb1; l4 p! Q' z: G; ~4 E
输入交易:7 }/ ]3 E1 Q4 c8 z1 V  m& B
  前导输入的Hash:3 `! k2 K: x! @# _4 ?5 Q
  437b95ae15f87c7a8ab4f51db5d3c877b972ef92f26fbc6d3c4663d1bc750149
) ]8 N" j: R0 b8 p  
- m% ^6 x8 i! y% s6 A! @  输入脚本 scriptSig:9 w$ c* q. [6 w' ~, {( r6 \8 o
  3045022100efe12e2584bbd346bccfe67fd50a54191e4f45f945e3853658284358d9c062ad02200121e00b6297c0874650d00b786971f5b4601e32b3f81afa9f9f8108e93c752201) r9 t5 e7 ^- y7 h' }0 Z
  038b29d4fbbd12619d45c84c83cb4330337ab1b1a3737250f29cec679d7551148a* _) j. w" K% @  V& L6 `. v
输出交易:$ Z6 e9 h: I" A4 W; f# y
  转账值:
5 l. v# y4 X4 H' r9 J0 ^6 t  0.05010000 btc6 Q# K9 L" W+ S3 i; X: N! s
  输出脚本 scriptPubKey:
) s1 J  I4 _5 }, F+ [! U7 H' g  OP_DUP OP_HASH160 be10f0a78f5ac63e8746f7f2e62a5663eed05788 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
+ f# Y% J- L4 E6 m假设Alice是转账发送者,Bob是接受者。那么『输入交易』表明了Alice要动用的比特币的来源,『输出交易』表明了Alice要转账的数额和转账对象——Bob。那么,你可能要问,数据中的『输入脚本』和『输出脚本』是不是就是题和解?对了一半!& a+ f; e5 q0 ^5 P
在Bitcoin Wiki中提到:
: |2 G: N$ B, ~# Y9 V" b, ]原先发送币的一方,控制脚本运行,以便比特币在下一个交易中使用。想花掉币的另一方必须把以前记录的运行为真的脚本,放到输入区。+ V; `4 m5 h; _; `9 W& K
换句话说,在一个交易中,『输出脚本』是数学题,『输入脚本』是题解,但不是这道数学题的题解。我开始看Wiki的时候,在这里遇到了一些障碍,没法理解『输入脚本』和『输出脚本』的联系。但是在考虑交易间的关系后,就明白了。
& p0 s, l& P% v假设有这么一系列交易:$ Y" W4 o/ J  J, ^0 W

$ O  i3 T6 @8 ]3 `1.上图的三个交易都是单输入单输出交易; h, D& c1 M) s9 t
2.每个『输入交易』『输出交易』中,都包含对应的『脚本』
( _) t  {1 X2 [' }5 f0 t: L3.交易a,Alice转账给Bob;交易b,Bob转账给Carol;交易c,Carol转账给Dave9 z1 |4 _, g6 G7 \$ C, Z
4.当前交易的『输入』都引用前一个交易的『输出』,如交易b的『输入』引用交易a的『输出』
! ]5 h8 O8 S, k7 m; Y" n按照之前的说法,交易a中的『输出脚本』就是Alice为Bob出的数学题。那么,Bob想要引用交易a『输出交易』的比特币,就要解开这道数学题。题解是在交易b的『输入脚本』里给出的!Bob解开了这道题,获得了奖金,然后在交易b中为Carol出一道数学题,等待Carol来解…7 p4 T0 j1 B8 b- D8 E
所以说,下图中相同颜色的『输出』和『输入』才是一对题和解:
1 f1 n( Q: S1 r) a7 m/ C! ^
5 ?, g' o! U9 F7 n0 O脚本语言3 {3 C, [9 E0 k. o
Bitcoin Wiki给出的对脚本的解释:
8 d$ R: X$ G( o2 q比特币在交易中使用脚本系统,与FORTH(一种编译语言)一样,脚本是简单的、基于堆栈的、并且从左向右处理,它特意设计成非图灵完整,没有LOOP语句。9 o6 q7 {* {3 D: M* K
要理解比特币脚本,先要了解『堆栈』,这是一个后进先出(Last In First Out )的容器,脚本系统对数据的操作都是通过它完成的。比特币脚本系统中有两个堆栈:主堆栈和副堆栈,一般来说主要使用主堆栈。举几个简单的例子,看下指令是如何对堆栈操作的(完整的指令集在Wiki里可以找到):7 j# L; J1 f& O9 e6 S

: M5 g; S! u2 u- i# Q+ z. ~标准交易脚本; E* Q  R3 g" s8 C$ h( f; s
也就是P2PKH(Pay To Public Key Hash),我们常用的转账方式。Alice在转账给Bob的时候,『输出交易』中给出了Bob的『钱包地址』(等价于『公钥哈希』);当Bob想要转账给Carol的时候,他要证明自己拥有这个『钱包地址』对应的『私钥』,所以在『输入交易』中给出了自己的『公钥』以及使用『私钥』对交易的签名。看个实例:2 y3 J# `0 H8 m# P8 f
交易a: 9c50cee8d50e273100987bb12ec46208cb04a1d5b68c9bea84fd4a04854b5eb1交易b: 62fadb313b74854a818de4b4c0dc2e2049282b28ec88091a9497321203fb016e' o; H& G' I! b. K% q3 F
交易b中有一个『输入交易』引用了交易a的『输出交易』,它们的脚本是一对题与解:
/ @0 z5 p" [+ u
- a' H5 j6 ]9 _1 F; _$ I
题:交易a的『输出脚本』,若干个脚本指令和转账接收方的『公钥哈希』
' ^: ^8 s0 [/ @OP_DUP OP_HASH160 be10f0a78f5ac63e8746f7f2e62a5663eed05788 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
" i0 k" }% g& {5 X3 m0 b* ]- d解:交易b的『输入脚本』,这么一长串只是两个元素,『签名』和『公钥』(sig & pubkey)
6 {2 z7 ^+ Y, K5 K. _1 X1 N" u3046022100ba1427639c9f67f2ca1088d0140318a98cb1e84f604dc90ae00ed7a5f9c61cab02210094233d018f2f014a5864c9e0795f13735780cafd51b950f503534a6af246aca3012 f+ s+ X/ T3 x3 x/ B( M
03a63ab88e75116b313c6de384496328df2656156b8ac48c75505cd20a4890f5ab* \7 j. }; n+ v- V4 F
下面来看下这两段脚本是如何执行,来完成『解题』过程的。( i7 S8 w3 h$ q% E* e! k
3 b4 R- M( {, j# o) |
) o8 P) `& R& s- u8 b
这样一串指令执行下来,就可以验证这道数学题是否做对了,也就是说验明了想要花费『钱包地址』中比特币的人是否拥有对应的『私钥』。上面的执行过程是可以在脚本模拟器中执行的,能够看到每一步执行的状态,感兴趣的童鞋可以尝试一下。
8 A' v) M  G+ U其实除了标准的P2PKH交易脚本,还有P2SH的Multi-Sig脚本以及真正的『解谜交易』脚本,我们可以在今后接着讨论。
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