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深入比特币原理(三)——交易的输入(input)与输出(output)

Aaron 发表于 2018-02-23 11:11:13 02-23 11:11
Aaron 发表于 2018-02-23 11:11:13 2018/02/23
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【摘要】 本节内容非常重要,如果你不能很好的掌握本节内容,你无法真正理解比特币的运行原理,请务必要学习清楚。 比特币的交易模型为UTXO(unspend transaction output),即只记录未花费的比特币输出,每次交易花费的是之前的某一个或多个输出。

本节内容非常重要,如果你不能很好的掌握本节内容,你无法真正理解比特币的运行原理,请务必要学习清楚。

比特币的交易模型为UTXO(unspend transaction output),即只记录未花费的比特币输出,每次交易花费的是之前的某一个或多个输出。

1e.png

什么是UTXO?

以下借用一下网上的图

我们在现实世界中的支付系统是基于账户模型的,也就是说每一个人都有一个账户,支付就是在不同的账户中加加减减,类似如下:

2e.png

UTXO的实现,图示如下:

3e.png

从上面的图中可以看出,比特币存储的实际是一笔又一笔的交易,最后永远只有未花费过的交易输出,也就是UTXO。

这种设计是由中本聪原创,相对于传统的账户模型,具有以下好处:

1.账户数据库会不断膨胀,因为账户不会被删除,而UTXO数据库体积会小很多。

2.由于只有未花费的输出会被保留,所以每一个比特币用户可以拥有几乎无限多的地址,提高了匿名性。

3.UTXO为高并发的交易带来可能,试想传统的账户模型,每个人的账户交易必须是线性的,无法并发。而现在每个人可能拥有多个UTXO,可同时发起多笔交易,实现了并发。


另外有一种特殊的交易,称为Coinbase交易,即矿工挖出的比特币,该交易没有输入,只有输出(Coinbase交易我们将在挖矿章节讨论),本节内容均以非coinbase交易举例。


比特币交易解码后的内容

从解码的内容可以看到,比特币的交易是由输入与输出组成的,而不是账户地址。

{    
      "version": 1,    
      "locktime": 0,    
      #交易输入(input)部分
      "vin": [           
        {    
          #输入引用的交易(transaction)HASH
          "txid": "7957a35fe64f80d234d76d83a2a8f1a0d8149a41d81de548f0a65a8a999f6f18",       
          
          #引用交易中的UTXO索引(第一个为0,此处代表上述txid交易中的第一个UTXO)
          "vout": 0,                                    
          
          #解锁脚本,用于解锁UTXO的脚本(这是可以花费这笔UTXO的关键信息)
          "scriptSig": "3045022100884d142d86652a3f47ba4746ec719bbfbd040a570b1deccbb6498c75c4ae24cb02204b9f039ff08df09cbe9f6addac960298cad530a863ea8f53982c09db8f6e3813
          [ALL] 0484ecc0d46f1918b30928fa0e4ed99f16a0fb4fde0735e7ade8416ab9fe423cc5412336376789d172787ec3457eee41c04f4938de5cc17b4a10fa336a8d752adf",          
          "sequence": 4294967295            
        }    
      ],    
      #交易输出(output)部分 
      "vout": [         
        {    
          #第一个输出的比特币数量
          "value": 0.01500000,             
          #锁定脚本,后续的交易如要使用该输出,必须解锁锁定脚本
          "scriptPubKey": "OP_DUP OP_HASH160 ab68025513c3dbd2f7b92a94e0581f5d50f654e7 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG"          
        },    
        {    
          #第二个输出的比特币数量
          "value": 0.08450000,             
          "scriptPubKey": "OP_DUP OP_HASH160 7f9b1a7fb68d60c536c2fd8aeaa53a8f3cc025a8 OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG",    
        }    
      ]    
    }

可以从以上内容看出,比特币的交易中实际没有账户余额信息,只有输入(input)与输出(output)两部分信息。

说的更直白一点,比特币的交易类似于现实世界中直接用支票进行交易。如A写给B一张100元的支票,其中A是输入,B是输出。当B需要给C付50元时,B不是去银行兑现支票然后付款给C,而是直接写两张新支票,一张50元给C,一张50元给自己,再将原来100元的支票作废,即完成一次非基于账户模型的支付。

最后附上交易输入输出的内容格式:

输入

5w.png

输出

55w.png


交易费

比特币每次交易需要支付交易费给矿工,比特币早期交易费基本为0,但随着交易增多,交易费逐步开始升高。交易费是除产生新比特币外对矿工的另一种激励,在全部比特币被挖出后,矿工的收入将全部来自于交易费。交易费的特点如下:
1.交易费是一种激励,同时也是一种安全机制,使经济上不利于攻击者通过大量交易来淹没网络。
2.交易费是通过字节大小来计算,而不是花费比特币的多少。
3.目前交易均使用动态交易费,交易费的高低会影响交易被矿工处理(加入区块链)的优先级,交易费过低或为0的交易极少会被处理,甚至不会在网络上广播。
4.交易费不会存储在交易信息中,而是通过输出(output)与输入(input)的差值来替代(如果你要自己创建交易必须千万注意输出的金额大小,因为交易的差值无论大小全部会被矿工获得)
   交易费 = SUM(所有输入) - SUM(所有输出)
5.预估当前合适的交易费
访问第三方网站:https://bitcoinfees.earn.com

image.png

通过该网站页面可预估当前合适的交易费用,如图中所示当前(2018/2/27)快速确认的手续费为50 satoshis/byte(一般交易大小为226 bytes)

可通过调用该网站提供的HTTP REST API计算不同优先级下的交易费
$ curl https://bitcoinfees.21.co/api/v1/fees/recommended
{"fastestFee":50,"halfHourFee":40,"hourFee":20}
fastestFee:最快确认
halfHourFee:三个块内确认
hourFee:六个块内确认


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评论 (2)


鱼多多

1楼2018-12-24 14:14:05
这一章写得不是很清楚,我参考了别人写的文章才搞懂。关键在于那个张三李四王五的例子中没有说清楚,张三挖到12.5个币之后要转给李四2.5个,剩下的10个必须写清楚转给他自己。所以10是交易额,不是账户余额。

dwx5985661楼2018-12-29 17:28:19

你看的谁的文章弄懂的,指导一下
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