大家都有轉(zhuǎn)過賬，每筆交易是這樣的：張三賬上減￥200，李四賬上加￥200。

　　在比特幣區(qū)塊鏈中，交易不是這么簡單，交易實際是通過腳本來完成，以承載更多的功能個，這也是為什么比特幣被稱為是一種“可編程的貨幣”。

　　本文就來分析一下交易是如何實現(xiàn)可編程的。

　　未花費的交易輸出(UTXO)

　　先引入一個概念：未花費的交易輸出——UTXO(Unspent Transaction Output)

　　其實比特幣的交易都是基于UTXO上的，即交易的輸入是之前交易未花費的輸出，這筆交易的輸出可以被當做下一筆新交易的輸入。

　　挖礦獎勵屬于一個特殊的交易（稱為coinbase交易），可以沒有輸入。 UTXO是交易的基本單元，不能在分割。 在比特幣沒有余額概念，只有分散到區(qū)塊鏈里的UTXO

　　隨著錢從一個地址被移動到另一個地址的同時形成了一條所有權(quán)鏈，像這樣：

　　比特幣腳本

　　比特幣交易是首先要提供一個用于解鎖UTXO(用私鑰去匹配鎖定腳本)的腳本(常稱為解鎖腳本：Signature script)，這也叫交易輸入，

　　交易的輸出則是指向一個腳本(稱為鎖定腳本：PubKey script)，這個腳本表達了：誰的簽名(簽名是常見形式，并不一定必須是簽名)能匹配這個輸出地址，錢就支付給誰。

　　每一個比特幣節(jié)點會通過同時執(zhí)行這解鎖和鎖定腳本(不是當前的鎖定腳本，是指上一個交易的鎖定腳本)來驗證一筆交易，腳本組合結(jié)果為真，則為有效交易。

　　當解鎖版腳本與鎖定版腳本的設(shè)定條件相匹配時，執(zhí)行組合有效腳本時才會顯示結(jié)果為真

　　如最為常見類型的比特幣交易腳本(支付到公鑰哈希：P2PKH(Pay-to-Public-Key-Hash))組合是這樣：

　　常見交易腳本驗證過程

　　比特幣交易腳本語言是一種基于逆波蘭表示法的基于棧的執(zhí)行語言(不知道逆波蘭和棧的同學去翻大學數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課本，你也可跳過這個部分)。

　　比特幣腳本語言包含基本算數(shù)計算、基本邏輯(比如if…then)、報錯以及返回結(jié)果和一些加密指令，不支持循環(huán)。

　　腳本語言通過從左至右地處理每個項目的方式執(zhí)行腳本。

　　下面用兩個圖說明下常見類型的比特幣交易腳本驗證執(zhí)行過程：

　　上圖為解鎖腳本運行過程(主要是入棧)

　　上圖為鎖定腳本運行過程(主要是出棧)，最后的結(jié)果為真，說明交易有效。

　　交易分析

　　實際上比特幣的交易被設(shè)計為可以納入多個輸入和輸出。

　　交易結(jié)構(gòu)

　　我們來看看完整的交易結(jié)構(gòu)，

　　交易的鎖定時間定義了能被加到區(qū)塊鏈里的最早的交易時間。在大多數(shù)交易里，它被設(shè)置成0，用來表示立即執(zhí)行。 如果鎖定時間不是0并且小于5億，就被視為區(qū)塊高度，意指在這個指定的區(qū)塊高度之前，該交易不會被包含在區(qū)塊鏈里。 如果鎖定時間大于5億，則它被當作是一個Unix紀元時間戳（從1970年1月1日以來的秒數(shù)），并且在這個指定時間之前，該交易不會被包含在區(qū)塊鏈里。

　　交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有交易費的字段，交易費通過所有輸入的總和，以及所有輸出的總和之間的差來表示，即：

　　交易費 = 求和（所有輸入） - 求和（所有輸出）

　　交易輸入結(jié)構(gòu)

　　剛剛我們提過輸入需要提供一個解鎖腳本，現(xiàn)在來看看一個交易的輸入結(jié)構(gòu)：

　　我們結(jié)合整個交易的結(jié)構(gòu)里看輸入結(jié)構(gòu)就是這樣子：

　　交易輸出結(jié)構(gòu)

　　剛剛我們提過輸出是指向一個解鎖腳本，具體交易的輸出結(jié)構(gòu)為：

　　我們結(jié)合整個交易的結(jié)構(gòu)里看輸出結(jié)構(gòu)就是這樣子：

　　交易哈希計算

　　在此前我們講到過區(qū)塊結(jié)構(gòu)，區(qū)塊結(jié)構(gòu)包含多個交易的哈希。

　　那么交易哈希是怎么計算的呢?

　　1.交易結(jié)構(gòu)各字段序列化為字節(jié)數(shù)組

　　2.把字節(jié)數(shù)組拼接為支付串

　　3.對支付串計算兩次SHA256 得到交易hash

　　現(xiàn)在是不是對完整的交易到區(qū)塊有了更清晰的認識。

　　智能合約雛形 - 應(yīng)用場景說明

　　由于交易是通過腳本來實現(xiàn)，腳本語言可以表達出無數(shù)的條件變種。

　　比特幣的腳本目前常用的主要分為兩種，一種是常見的P2PKH(支付給公鑰哈希)，另一種是P2SH(Pay-to-Script-Hash支付腳本哈希)。

　　P2SH支付中，鎖定腳本被密碼學哈希所取代，當一筆交易試圖支付UTXO時，要解鎖支付腳本，它必須含有與哈希相匹配的腳本。

　　這里不展開技術(shù)細節(jié)，下面說明一些應(yīng)用場景，以便大家有更直觀的認識。

　　·多重簽名應(yīng)用

　　合伙經(jīng)營中，如只有一半以上的的股東同意簽名就可以進行支付，可為公司治理提供管控便利，同時也能有效防范盜竊、挪用和遺失。

　　用于擔保和爭端調(diào)解，一個買家想和他不認識或不信任的某人交易，在一般情況交易正常進行時，買家不想任何第三方參與。那交易雙方可以發(fā)起支付，但如果交易出現(xiàn)問題時，那第三方就可以根據(jù)裁定，使用自己的簽名和裁定認可的一方共同簽名來兌現(xiàn)這筆交易。

　　·保證合同

　　保證合同是建造公眾商品時的集資辦法，公眾商品是指一旦建成，任何人都可以免費享受到好處。標準的例子是燈塔，所有人都認同應(yīng)該建造一個，但是對于個人航海者來說燈塔太貴了，燈塔同時也會方便其他航海者。

　　一個解決方案是向所有人集資，只有當籌集的資金超過所需的建造成本時，每個人才真正付錢，如果集資款不足，則誰都不用付錢。

　　·依靠預(yù)言

　　假如老人想讓他孫子繼承遺產(chǎn)，繼承時間是在他死后或者在孫子年滿18歲時(也是一個帶鎖定時間交易)，無論哪個條件先滿足，他的孫子都可以得到遺產(chǎn)。

　　因為比特幣節(jié)點可依靠預(yù)言對死亡條件進行判斷，預(yù)言是指具有密鑰對的服務(wù)器，當用戶自定義的表達式被證明是真的，它能按照要求對交易簽名。

　　相信隨著區(qū)塊鏈的普及，會對未來的交易模式和商業(yè)結(jié)構(gòu)帶來巨大的影響。不過由于比特幣的腳本語言不是圖靈完備的，交易模式依舊有限，后續(xù)我們會繼續(xù)豐富其內(nèi)容。