比特币交易流程：交易生成、验证、打包、发布 - Vegitable_Bird

A想转10个ETH给B，首先A需要有10ETH，其次A需要有B的公钥HASH

为什么 A 需要 B 的公钥散列？ 稍后我们会回答这个问题，我们先来看看转会是怎么进行的。

在比特币系统中，没有账户的概念，账户中不存在余额，而是一种叫做UTXO的数据结构，

UTXO的结构

一个地址可以有多个UTXO，每个UTXO都有一个value字段，可以理解为每个UTXO上的余额，这个余额就是这个UTXO里面有多少钱。

转账前需要验证A确实有10ETH（矿工验证），如何验证？

UTXO 集包含所有未花费的输出。 在集合中找到addr为A的地址的UTXO，然后将所有值相加得到A的总金额。

转账过程中UTXO的变化？

例如A有3张银行卡（3个UTXO），每张卡有50个ETH（每个UTXO中的值为50）。 A向B转账时，不是从一张银行卡向B的银行卡转账，而是销毁A的卡（UTXO中的spent字段设置为TRUE，表示已经花费），然后生成2张银行卡（一个是B的UTXO，接受A转入的10ETH；另一个是A的UTXO，接受40ETH找零）。

为什么还需要生成一个A的UTXO，A之前的UTXO不能直接减10吗？

UTXO 在比特币系统中花费时，必须一次性花费。 如果没有找零地址，找零将作为交易费支付给矿工。下面第二个A是找零地址

回到之前的问题，为什么A需要B的公钥哈希才能给B转账？

刚才说了，在转账的时候，产生了目标地址的UTXO，花费了转账方的UTXO。 那么当 A 花费它的 UTXO 时，是否需要一些验证？ 如果没有验证，任何人都会来花 A 的 UTXO。

那么，如何验证A是否花费了自己的UTXO呢？ （涉及P2PKH）

这涉及锁定脚本和解锁脚本。 每一个UTXO在产生的时候，都会用这个UTXO的拥有者A的公钥（实际上是公钥HASH）来锁定。 例如，当 A 花费其 UTXO 时，A 需要使用自己的公钥明文和签名来解锁。 解锁过程分为两步： 1. 解锁脚本中A的公钥明文经过HASH160加密后，是否等于加锁脚本中A的公钥HASH？ 2、公钥验证通过后，公钥验证解锁脚本中A的签名。 如果能解锁成功，说明这个UTXO确实是A的，那么A就可以花这个UTXO了。

这里，为什么A给B转账的时候需要B的公钥HASH呢？ 已经解决了，那么问题又来了：A如何得到B的公钥HASH呢？

我们都知道每笔交易在打包的时候都需要在链上进行广播，而广播的时候不知道B的公钥明文或者hash吗？ 的确！ 但是如果B是新生成的地址，没有发生过任何交易和广播，A怎么知道B的公钥HASH呢？ B的地址是B的公钥哈希的编码，地址和公钥哈希可以相互转换。 我们可以看一下地址是如何生成的：

1.随机生成私钥

2.用SHA256和RIPEMD160加密两次（不可逆）

3.截取前20BYTES得到公钥HASH

4.公钥用BASE58编码得到地址（类似BASE64，可逆）

让我们看一下事务中的代码表示：

这里有两个输出：其实是生成了两个UTXO，看起来不是很明显。 下图是在比特币浏览器上截取的截图。

不知道大家有没有注意到，在验证A能否花费这个UTXO的时候，验证了解锁脚本中的签名，签名的内容是什么？

签名的内容就是交易的内容，ScriptSig就是解锁脚本。 签名+公钥+指令应该放在这个ScriptSig里面，但是key本身就是交易的一部分，这样不是很矛盾吗？看了一个大佬的博客，突然发现签名的内容确实是交易，但是在签名的时候，将ScriptSig替换成B（接收方）的锁定脚本的内容，然后对整个交易进行签名，最后把签名+公钥+指令编码比特币交易生成器app，放到ScriptSig中

签名前交易

Scriptsig 填写并签署已填写的交易

签名后，替换为ScriptSig

交易部分基本结束。 现在我们知道了交易是如何验证的比特币交易生成器app，如何签名的，以及 UTXO 是如何变化的。

上面已经讲了交易生成，然后把交易打包成块。

请注意，这不是两个独立的概念。 交易与区块的关系大致如下图所示

注：区块链是不可篡改的分布式账本。 它的目的是记账，也就是把交易打包进区块链。

包装过程：

A 想转 10 个 ETH 给 B。这笔交易被广播到比特币网络。 所有矿工节点收到后首先验证这笔交易的合法性，也就是上面的签名、脚本等。

如果验证通过，交易会被放到矿工本地的chainstate中（可以理解为暂存区），然后矿工会从chainstate中选择一些交易，优先选择交易手续费高的交易，但不能太多，块容量不能超过1M。

然后将这些交易构建成一颗默克尔树，计算出这棵树的根哈希，加上version、previous_hash（前一个区块头哈希）、target（目标阈值）、timestamp（时间戳）和nonce（随机数），以上6 values一起HASH，需要计算的HASH