[学习笔记] “付款到公钥” 和 “付款到公钥哈希”

栏目: 数据库 · 发布时间: 5年前

内容简介：这篇文章，介绍比特币网络中最常见的交易形式：Alice付款给Bob构造交易时，如果我们称这笔交易，是一笔

这篇文章，介绍比特币网络中最常见的交易形式：Alice付款给Bob

付款到公钥

构造交易时，如果 锁定脚本中关联的是收款人的公钥

我们称这笔交易，是一笔 付款到公钥 （ P2PK ，Pay to Public Key）的交易

[学习笔记] “付款到公钥” 和 “付款到公钥哈希”

对交易 6880c2ae2f417bf6451029b716959ed255f127eeba3d7b40cf0ff3c44c5980c2

01000000
01  <== 交易有 1 个输入
0cb06c52c251cd97a9427611e7356d5705b135327df475e1e4eed7287c5191a4
06000000
6b
483045022100d2fb1e6e099f3572ed7f89659e2366f9b5fcb44552bd83e31b2ebb95c4f4a50f022034904e5cea8affb2cc886d480a9a0dbed9dd42ead138f8cbb7a2c5fc82ce1cb001210335b7e991f239f9097d9f7e5b0d115b6a4983d4d38066016a12b65c5cf8b33eba
01000000
01  <== 交易有 1 个输出
04be020000000000
23
21030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1ac
00000000

输出上的锁定脚本为

21030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1ac

根据操作码说明书，翻译一下

21  <== 接下来的0x21字节是数据
030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1  <== 这是33字节的数据
ac  <== 操作码OP_CHECKSIG

得到锁定脚本的内容

030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1 OP_CHECKSIG

是不是有点眼熟

脚本第一项以 0x03 开头的 33 字节的数据，正是用压缩格式表示的公钥

看这篇文章了解 OP_CHECKSIG 操作码的工作方式

这个 UTXO 在交易 aa2cb91301d684c443f81db2a623baed5ea657ea33c5fc4d8f995033292ebbd6 中被消费，下面是这笔交易的数据

01000000
01
c280594cc4f30fcf407b3dbaee27f155d29e9516b7291045f67b412faec28068
00000000
49
48304502210096bf18f3fce1f3ac800f98c12e655240cbdb7127e046a3c1bd72e16d3e16c3fd022030e897e2eea143eca4e87b28ba104625eb316f1a487a72c5aecc93b824c8c74f01
ffffffff
01
7b24020000000000
19
76a9143b08b0003ef9b4f37f8d18a54f9db8ec67f8cbf088ac00000000

用同样的方法，找到这个 UTXO 的解锁脚本，也就是对应私钥的数字签名

304502210096bf18f3fce1f3ac800f98c12e655240cbdb7127e046a3c1bd72e16d3e16c3fd022030e897e2eea143eca4e87b28ba104625eb316f1a487a72c5aecc93b824c8c74f01

验证交易时，只需将解锁脚本和锁定脚本连起来，执行即可

[签名] [公钥] OP_CHECKSIG

为了说清楚交易的内幕细节，我们一直都在手工解码交易的原始数据，虽然有些麻烦，但这能帮助我们更好的理解比特币协议的工作方式

可以直接使用区块链浏览器，来查询任意一笔交易的内容，解码原始交易数据，关联交易链条

注意，在各种应用程序中看到的很多信息字段，实际上并不存在于比特币系统中

用 Blockchair 查询刚才的交易 6880c2ae2f417bf6451029b716959ed255f127eeba3d7b40cf0ff3c44c5980c2 ，能看到交易的详细信息

[学习笔记] “付款到公钥” 和 “付款到公钥哈希”

交易的原始数据（Raw transaction）

[学习笔记] “付款到公钥” 和 “付款到公钥哈希”

解码之后的交易（Decode raw transaction）

{
   "txid":"6880c2ae2f417bf6451029b716959ed255f127eeba3d7b40cf0ff3c44c5980c2",
   "hash":"6880c2ae2f417bf6451029b716959ed255f127eeba3d7b40cf0ff3c44c5980c2",
   "version":1,
   "size":202,
   "vsize":202,
   "weight":808,
   "locktime":0,
   "vin":[
      {
         "txid":"a491517c28d7eee4e175f47d3235b105576d35e7117642a997cd51c2526cb00c",
         "vout":6,
         "scriptSig":{
            "asm":"3045022100d2fb1e6e099f3572ed7f89659e2366f9b5fcb44552bd83e31b2ebb95c4f4a50f022034904e5cea8affb2cc886d480a9a0dbed9dd42ead138f8cbb7a2c5fc82ce1cb0[ALL] 0335b7e991f239f9097d9f7e5b0d115b6a4983d4d38066016a12b65c5cf8b33eba",
            "hex":"483045022100d2fb1e6e099f3572ed7f89659e2366f9b5fcb44552bd83e31b2ebb95c4f4a50f022034904e5cea8affb2cc886d480a9a0dbed9dd42ead138f8cbb7a2c5fc82ce1cb001210335b7e991f239f9097d9f7e5b0d115b6a4983d4d38066016a12b65c5cf8b33eba"
         },
         "sequence":1
      }
   ],
   "vout":[
      {
         "value":0.00179716,
         "n":0,
         "scriptPubKey":{
            "asm":"030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1 OP_CHECKSIG",
            "hex":"21030e7061b9fb18571cf2441b2a7ee2419933ddaa423bc178672cd11e87911616d1ac",
            "reqSigs":1,
            "type":"pubkey",
            "addresses":[
               "1CjRf1RMrTwyGoBHDbqzXERhVFkPyowt8i"
            ]
         }
      }
   ]
}

付款到公钥哈希

构造交易时，如果 锁定脚本中关联的是收款人公钥的哈希

我们称这笔交易，是一笔 付款到公钥哈希 （ P2PKH ，Pay to Public Key Hash）的交易

哈希运算是单向运算，隐藏原来的数据，得到其 数据指纹

公钥可以被当成身份标识，所以公钥的哈希，也可以作为一种身份标识

比特币在计算公钥哈希时，使用 HASH160 方法

先对公钥做 SHA-256 ，得到 S1
再对 S1 做 RIPEMD-160 ，得到结果

Alice从Joe那里，用现金换取了一些比特币，交易是 7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18

{
   "txid":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",
   "hash":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",
   "version":1,
   "size":225,
   "vsize":225,
   "weight":900,
   "locktime":0,
   "vin":[
      {
         "txid":"713eef22615ffb7c2f8f813e79a0d1e170d05a99218e291c33daca258f284d52",
         "vout":0,
         "scriptSig":{
            "asm":"3046022100a59e516883459706ac2e6ed6a97ef9788942d3c96a0108f2699fa48d9a5725d1022100f9bb4434943e87901c0c96b5f3af4e7ba7b83e12c69b1edbfe6965f933fcd17d[ALL] 04e5a0b4de6c09bd9d3f730ce56ff42657da3a7ec4798c0ace2459fb007236bc3249f70170509ed663da0300023a5de700998bfec49d4da4c66288a58374626c8d",
            "hex":"493046022100a59e516883459706ac2e6ed6a97ef9788942d3c96a0108f2699fa48d9a5725d1022100f9bb4434943e87901c0c96b5f3af4e7ba7b83e12c69b1edbfe6965f933fcd17d014104e5a0b4de6c09bd9d3f730ce56ff42657da3a7ec4798c0ace2459fb007236bc3249f70170509ed663da0300023a5de700998bfec49d4da4c66288a58374626c8d"
         },
         "sequence":4294967295
      }
   ],
   "vout":[
      {
         "value":0.1,
         "n":0,
         "scriptPubKey":{
            "asm":"OP_DUP OP_HASH160 7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
            "hex":"76a9147f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a888ac",
            "reqSigs":1,
            "type":"pubkeyhash",
            "addresses":[
               "1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK"
            ]
         }
      }
   ]
}

这笔交易创建的 UTXO 上的锁定脚本为

OP_DUP OP_HASH160 7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

之后，Alice去Bob的咖啡店购买咖啡，交易是 0627052b6f28912f2703066a912ea577f2ce4da4caa5a5fbd8a57286c345c2f2

{
   "txid":"0627052b6f28912f2703066a912ea577f2ce4da4caa5a5fbd8a57286c345c2f2",
   "hash":"0627052b6f28912f2703066a912ea577f2ce4da4caa5a5fbd8a57286c345c2f2",
   "version":1,
   "size":258,
   "vsize":258,
   "weight":1032,
   "locktime":0,
   "vin":[
      {
         "txid":"7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",
         "vout":0,
         "scriptSig":{
            "asm":"3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813[ALL] 0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf",
            "hex":"483045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e381301410484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf"
         },
         "sequence":4294967295
      }
   ],
   "vout":[
      {
         "value":0.015,
         "n":0,
         "scriptPubKey":{
            "asm":"OP_DUP OP_HASH160 ab68025513c3dbd2f7b92a94e0581f5d50f654e7 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
            "hex":"76a914ab68025513c3dbd2f7b92a94e0581f5d50f654e788ac",
            "reqSigs":1,
            "type":"pubkeyhash",
            "addresses":[
               "1GdK9UzpHBzqzX2A9JFP3Di4weBwqgmoQA"
            ]
         }
      },
      {
         "value":0.0845,
         "n":1,
         "scriptPubKey":{
            "asm":"OP_DUP OP_HASH160 7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",
            "hex":"76a9147f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a888ac",
            "reqSigs":1,
            "type":"pubkeyhash",
            "addresses":[
               "1Cdid9KFAaatwczBwBttQcwXYCpvK8h7FK"
            ]
         }
      }
   ]
}

消费这个 UTXO 的解锁脚本为

3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813[ALL]
0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf

是不是有点眼熟

解锁脚本第二项以 0x04 开头的 65 字节的数据，正是用不压缩格式表示的公钥

解锁脚本中除了包含数字签名，还包含公钥

验证交易的脚本为

[签名] [公钥] OP_DUP OP_HASH160 [公钥的哈希] OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

下图模拟了这类脚本的执行过程，不再赘述，操作码的定义请自行查阅说明书

[学习笔记] “付款到公钥” 和 “付款到公钥哈希”

注意到，签名的最后一个字节 0x01 ，被解码成了标记 [ALL]

这个标记 [ALL] ，代表了签名的具体类型（ SIGHASH ，Signature Hash Types），更多细节放到之后的文章中再说

你发现没有， P2PKH 跟 P2PK ，没有本质区别

验证一个数字签名是否有效，需要三个参数

消息
公钥
数字签名

交易中签名的消息，是交易本身，更准确的说，是交易中特定数据子集的哈希（通过 SIGHASH 标记区分）

P2PK 将公钥放在锁定脚本中，所以解锁脚本只需要提供数字签名

P2PKH 交易的锁定脚本中，用公钥的哈希隐藏了公钥本身

所以在解锁脚本中，除了要提供数字签名，还要提供公钥

验证时，除了要验证数字签名，还要验证 解锁脚本中的公钥 是不是跟 锁定脚本中的公钥哈希 相匹配

你可以用这个工具，计算公钥

0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf

HASH160 的结果，看看是不是

7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8

One more thing

网络中的绝大多数交易，都是 P2PKH

P2PK 也是合法的交易类型，比 P2PKH 更简单，但出于安全方面的考虑，已不再被推荐使用

Pay to public key scripts are a simplified form of the p2pkh but aren’t commonly used in new transactions anymore because p2pkh scripts are more secure (the public key is not revealed until the output is spent).