比特币交易介绍

比特币交易介绍

比特币交易是比特币系统中最重要的部分。根据比特币系统的设计原理,系统中任何其他的部分都是为了确保比特币交易可以被生成、能在比特币网络中得以传播和通过验证,并最终添加入全球比特币交易总账簿(比特币区块链)。比特币交易的本质是数据结构,这些数据结构中含有比特币交易参与者价值转移的相关信息。比特币区块链是全球复式记账总账簿,每个比特币交易都是在比特币区块链上的一个公开记录。

比特币交易的生命周期

一笔比特币交易的生命周期起始于它被创建的那一刻,也就是诞生(origination)。随后,比特币交易会被一个或者多个签名加密,这些签名标志着对该交易指向的比特币资金的使用许可。接下来,比特币交易被广播到比特币网络中。在比特币网络中,每一个节点(比特币交易参与者)验证、并将交易在网络中进行广播,直到这笔交易被网络中大多数节点接收。最终,比特币交易被一个挖矿节点验证,并被添加到区块链上一个记录着许多比特币交易的区块中。

一笔比特币交易一旦被记录到区块链上并被足够多的后续区块确认,便成为比特币总账簿的一部分,并被所有比特币交易参与者认可为有效交易。于是,被这笔交易分配到一个新所有者名下的比特币资金可以在新的交易中被使用一这使得所有权链得以延伸且再次开启一个新的比特币交易生命周期。

创建比特币交易

将一笔比特币交易理解成纸质支票或许有助于加深我们对它的理解。与支票相似,一笔比特币交易其实是一个有着货币转移目的的工具,这个工具只有在交易被执行时才会在金融体系中体现,而且交易发起人并不一定是签署该笔交易的人。

比特币交易可以被任何人在线上或线下创建,即便创建这笔交易的人不是这个账户的授权签字人。比如,一个负责应付账款的柜员在处理应付票据时可能会需要CEO签名。相似地,这个负责应付账款的柜员可以创建比特币交易,然后让CEO对它进行数字签名,从而使之有效。一张支票是指定一个特定账户作为资金来源的,但是比特币交易指定以往的一笔交易作为其资金来源,而不是一个特定账户。

一旦一笔比特币交易被创建,它会被资金所有者(们)签名。如果它是合法创建并签名的,则该笔交易现在就是有效的,它包含了转移这笔资金所需要的所有信息。最终,有效的比特币交易必须能接入比特币网络,从而使之能被传送,直至抵达下一个登记在公共总账薄(区块链)的挖矿节点。

广播交易至比特币网络

首先,一笔交易需要传递至比特币网络,才能被传播,也才能加入区块链中。本质上,一笔比特币交易只是300到400字节的数据,而且它们必须被发送到成千上万个比特币节点中的任意一个。只要发送者能使用多于一个比特币节点来确保这笔交易被传播,那么发送者并不需要信任用来传播该笔交易的单一节点。相应地,这些节点不需要信任发送者,也不用建立发送者的“身份档案”。由于这笔交易是经过签名且不含任何机密信息、私钥或密码,因此它可被任何潜在的便利网络公开地传播。信用卡交易包含敏感信息,而且依赖加密网络连接完成信息传输,但比特币交易可在任意网络环境下被发送。只要这笔交易可以到达能将它广播到比特币网络的比特币节点,这笔交易是如何被传输至第一个节点的并不重要。

比特币交易因此可以通过未加密网络(例如WiFi、蓝牙、NFC、ChirP、条形码或者复制粘贴至一个网页表格)被发送到比特币网络。在一些极端情况下,一笔比特币交易可以通过封包无线电、卫星或短波、扩频或跳频以避免被侦测或阻塞通信的方式进行传输。一笔比特币交易甚至可被编为文字信息中的表情符号并被发表到在线论坛,或被发送成一条短信或一条Skype聊天信息。因为比特币将金钱变成了一种数据结构,所以在本质上是不可能阻止任何人创建并执行比特币交易的。

比特币交易在比特币网络中的传播

一旦一笔比特币交易被发送到任意一个连接至比特币网络的节点,这笔交易将会被该节点验证。如果交易被验证有效,该节点将会将这笔交易传播到这个节点所连接的其他节点;同时,交易发起者会收到一条表示交易有效并被接受的返回信息。如果这笔交易被验证为无效,这个节点会拒绝接受这笔交易且同时返回给交易发起者一条表示交易被拒绝的信息。

比特币网络是一个点对点网络,这意味着每一个比特币节点都连接到一些其他的比特币节点(这些其他的节点是在启动点对点协议时被发现的)。整个比特币网络形成了一个松散地连接、且没有固定拓扑或任何结构的“蛛网”——这使得所有节点的地位都是同等的。比特币交易相关信息(包括交易和区块)被传播——从每一个节点到它连接的其他节点。一笔刚通过验证且并被传递到比特币网络中任意节点的交易会被发送到三到四个相邻节点,而每一个相邻节点又会将交易发送到三至四个与它们相邻的节点。以此类推,在几秒钟之内,一笔有效的交易就会像指数级扩散的波一样在网络中传播,直到所有连接到网络的节点都接收到它。

比特币网络被设计为能高效且灵活地传递交易和区块至所有节点的模式,因而比特币网络能抵御入侵。为了避免垃圾信息的滥发、拒绝服务攻击或其他针对比特币系统的恶意攻击,每一个节点在传播每一笔交易之前均进行独立验证。一个异常交易所能到达的节点不会超过一个。

比特币交易结构

一笔比特币交易是一个含有输入值和输出值的数据结构,该数据结构植入了将一笔资金从初始点(输入值)转移至目标地址(输出值)的代码信息。比特币交易的输入值和输出值与账号或者身份信息无关。你应该将它们理解成一种被特定秘密信息锁定的一定数量的比特币。只有拥有者或知晓这个秘密信息的人可以解锁。一笔比特币交易包含一些字段,如表5-1所示。

表5-1交易结构

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比特币交易的锁定时间

锁定时间定义了能被加到区块链里的最早的交易时间。在大多数交易里,它被设置成0,用来表示立即执行。如果锁定时间不是0并且小于5亿,就被视为区块高度,意指在这个指定的区块高度之前,该交易没有被包含在区块链里。如果锁定时间大于5亿,则它被当作是一个Unix纪元时间戳(从1970年1月1日以来的秒数),并且在这个指定时点之前,该交易没有被包含在区块链里。锁定时间的使用相当于将一张纸质支票的生效时间予以后延。

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