花拳绣腿 & 柴米油盐

在收发比特币时会使用专门的桌面软件或手机 App，这类应用程序统称为比特币“钱包”。

通过之前文章的介绍，你知道：

• 区块链记录了比特币从诞生至今的所有交易
• 交易是 UTXO 集状态变化的反映，交易会消耗之前创建的 UTXO，同时创建新的 UTXO（交易链条）
• UTXO 直接存储在区块链上，被锁定脚本锁定
• 比特币系统通过交易链条串联起来的 UTXO 来表达某个地址上的所有交易活动（交易历史），系统中没有“账户”和“账户余额”的概念
• 当我说“我有 1 个比特币”时，其实是在表达“被我的公钥哈希锁定的所有 UTXO 的面值之和，是 1 比特币”（不考虑 P2PKH 以外的交易类型）
• 私钥意味着一切，掌握私钥就拥有并可以支付其对应公钥哈希上锁定的比特币

所以，

• 比特币是直接记录在区块链上的，并不真正“存放”在钱包软件里
• 真正控制你比特币的是私钥，钱包只是帮你管理私钥，这些私钥控制的所有 UTXO 的面值之和，就是你的“账户余额”

钱包软件涵盖的功能大致有：

• 管理用户的私钥，可以导入已有私钥，也可以创建新的私钥
• 能从区块链中查找出所有属于该用户的 UTXO，即被这些私钥对应的公钥哈希锁定的所有 UTXO
• 在支付时能合理挑选或组合 UTXO 以满足交易所需金额（之前文章中凑钱买可乐的例子），并计算交易费
• 能用私钥签名并向网络广播交易

了解钱包的工作原理十分必要，这能让你更高效的使用软件，更安全的“存储”（其实是保护私钥）和收发比特币。

这篇文章介绍比特币钱包的幕后细节。

共识规则决定了什么样的交易和区块是有效的，是比特币网络中的节点能互相独立工作并达成一致的基础。

上篇文章介绍了当区块链发生暂时分叉时，整个网络如何在短时间内自动达成一致。

长期来看，为了演进比特币系统，添加新特性，修复 bug，共识规则并不总是一成不变的。

与传统的软件升级不同，比特币没有官方机构，其软件的升级，需要协调和考虑多数系统参与者的意见。

这篇文章，介绍升级共识规则的两种方式，软分叉（Soft fork）和硬分叉（Hard fork）。

在介绍完比特币交易和区块的相关内容后，这篇文章记录网络节点是如何协同工作共同记账的。

比特币的交易，会被“整理”到区块中。

网络活动不断产生新交易，不断“整理”出新区块来记录“这一段时间内”的交易。

为了能彼此关联，每个区块都会记录它的前一个区块是什么，这相当于，区块按先来后到的顺序被“摞”在一起，形成了一条“链”。

一个区块，可以用高度标识，也可以用哈希标识。

随着时间的推移，链不断延长，这条区块链，记录了截至目前为止所有的比特币交易，是比特币网络的总账本。

我们说一笔交易被写入账本，就是说这笔交易通过了验证，已经被“整理”进区块，并得到了全网络的认可。

这篇文章，介绍比特币的区块和区块链。

Alice 向 Bob 支付比特币：

• 使用 P2PK 交易，需要知道 Bob 的公钥，锁定脚本为[Bob的公钥] OP_CHECKSIG
• 使用 P2PKH 交易，需要知道 Bob 的公钥或 Bob 的公钥哈希，锁定脚本为OP_DUP OP_HASH160 [Bob的公钥哈希] OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
• 使用 P2SH 交易，需要知道 Bob 的脚本哈希，锁定脚本为OP_HASH160 [Bob的脚本哈希] OP_EQUAL

了解了交易的细节，你可能会疑惑，这与日常收发比特币时的情况好像不太一样。

接收比特币时，通常会使用一串跟银行卡号类似的“神奇代码”，作为收款“地址”，形如1BJhat1AMGYbT9HYJxVekoCaPaqB9ZyTyF。

这篇文章介绍地址是怎么计算的。

时间锁功能让比特币交易拥有了时间维度，这篇文章介绍时间锁的详细内容。

本文也是介绍比特币交易内幕细节的最后一篇文章。

比特币交易的全球总帐本，是公开的，匿名的，不可篡改的。

账本记录了每笔交易的具体内容，以及他们被写入账本的确定的时间点（时间戳）。

如果能将现实世界的数据埋进交易，一同写到账本里，事情就变得有些微妙了，比特币系统的潜在应用将不只局限于支付，多了很多“可玩性”。

了解复杂的交易类型，能帮助你更好的理解，什么是“可编程加密货币”。

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。

比特币的交易，由一个或多个输出和一个或多个输入（Coinbase 交易是一种特殊情况）构成。

交易的每个输出上，都会附上一个加密难题，定义将来在花费这笔 UTXO 时需要满足的条件。

交易的每个输入上，都要提供一个解锁脚本，解决或满足之前附在这笔 UTXO 上的加密难题或条件，解锁 UTXO 用于支付。

如果你从前面的文章一路看过来，理解了比特币交易的细节，你应该能设计出下面的数据结构。

对交易的每个输出 TxOut，需要有

• 这个 UTXO 的币值
• 锁定脚本

对交易的每个输入 TxIn，需要有

• 这笔 UTXO 来自之前哪笔交易的第几个输出（需要表达交易链条）
• 解锁脚本

对交易，需要有

• 这笔交易的哈希（数据指纹），用于标识和索引这笔交易
• TxIn 数组，表示这笔交易的所有输入
• TxOut 数组，表示这笔交易的所有输出

这样的设计能满足需求，同时又足够精简。这篇文章，介绍比特币交易的数据结构。