最近在研究比特币交易签名计算，网上没有完整介绍签名过程的例子。本文力图提供一个完整例子，详细介绍比特币签名的计算过程。

1. 比特币交易的格式

交易数据格式

大小　　 字段名称　　数据类型 　　　　描述

4字节　　协议版本 　　uint32_t　　　 明确这笔交易参照的规则协议的版本号

1-9字节　输入数量　　　var_int　　　被包含的输入交易的数量

不定 　　输入列表　　　tx_in[]　　　 一个或多个输入交易构成的数组

1-9字节　输出数量　　　var_int　　　被包含的输出交易的数量

不定　　 输出列表　　　tx_out[]　　　一个或多个输出交易构成的数组

4字节　　锁定时间　　 uint32_t　　　 一个UNIX时间戳或区块号

tx_in 格式

其中tx_in 包括：

字段尺寸	描述	数据类型	说明
36	previous_output	outpoint	对前一输出的引用
1+	script length	var_int	signature script 的长度
?	signature script	uchar[]	用于确认交易授权的计算脚本
4	sequence	unit32_t	Used for locktime or disabled(0xFFFFFFFF)

 

OutPoint结构的构成：

字段尺寸	描述	数据类型	说明
32	hash	char[32]	引用的交易的散列
4	index	uint32_t	指定输出的索引，第一笔输出的索引是0，以此类推

tx_out的构成：

字段尺寸	描述	数据类型	说明
8	value	uint64_t	交易的比特币数量(单位是0.00000001)
1+	pk_script	var_int	pk_script的长度
?	pk_script	uchar[]	Usually contains the public key as a Bitcoin script setting up conditions to claim this output

 

2. 签名计算：

将其他输入的pkscript长度调整为0,并末尾加上四字节小端序的sighash_type，并进行两次sha256：

在对这个hash进行签名计算，得出签名数据（签名时不用再计算hash，直接调用ecdsa-sign-digest）

3. 计算示例

使用electrum生成的未签名数据示例：

0100000001b37b9eefc3fa245f5ce36cb51c2d18a2d16e19d20867b23130e00f5280ccf82d010000002401ff210395cf5234e602954cba693138f3ba94c1cde7337675f5a94931e6226802d74d16fdffffff02002d3101000000001976a91425dc469afb4654d27742e3669bb3f5812268f2a188ac9ec2c901000000001976a9142dbbbd8bcff08a549be21efae747592049c9dc2d88ac71221300

 

签名后的数据：

0100000001b37b9eefc3fa245f5ce36cb51c2d18a2d16e19d20867b23130e00f5280ccf82d010000006a47304402202008714016f7e01c1a0010d7e6eb0b1f100b5a9b7c65a0506d62c1fbb9790cb102203daf6363c4039a739036ce152817f73d31319f060bbf5f354a0eeaf9f7ed3cd001210395cf5234e602954cba693138f3ba94c1cde7337675f5a94931e6226802d74d16fdffffff02002d3101000000001976a91425dc469afb4654d27742e3669bb3f5812268f2a188ac9ec2c901000000001976a9142dbbbd8bcff08a549be21efae747592049c9dc2d88ac71221300

交易记录：

https://www.blocktrail.com/tBTC/tx/8c6375e4509a186539dbbc2936feef7671f256969c917b633ec5db6b23c78ed1

 

计算过程：

协议版本：01000000

输入数量：01

输入列表：

• 32字节 前一次交易的hash

         b37b9eefc3fa245f5ce36cb51c2d18a2d16e19d20867b23130e00f5280ccf82d

（默认是大端，要去网上查询详情的话，用的是小端

2df8cc80520fe03031b26708d2196ed1a2182d1cb56ce35c5f24fac3ef9e7bb3）

• 4字节 前一次交易的输出index : 01000000（序号从0开始）
• Pkscript 长度：VI （1字节）0x19（25字节）
• Pkscript：

OP_DUP（76） OP_HASH160（a9） 20字节数据（14）

2dbbbd8bcff08a549be21efae747592049c9dc2d OP_EQUALVERIFY （88）OP_CHECKSIG（ac）

 

1976a9142dbbbd8bcff08a549be21efae747592049c9dc2d88ac

• Sequence： fdffffff

输出数量：02

输出列表：

• Value： 8字节 002d310100000000
• Pkscript长度 0x19 （25）
• Pkscript：76a91425dc469afb4654d27742e3669bb3f5812268f2a188ac
• Value：8字节 9ec2c90100000000
• Pkscript长度 0x19 （25）
• Pkscript：76a9142dbbbd8bcff08a549be21efae747592049c9dc2d88ac

锁定时间：71221300

HashType ：01000000（四字节）

 

两次hash值 （405c87d455f2f26e554c05b657769e2af253135367bcc69d4d772f873d39a23c）

进行2次sha256后，调用ecdsa_verify_digest计算签名，不需要在对2次sha256后的数据进行hash后再计算签名

签名值：r，s：

2008714016f7e01c1a0010d7e6eb0b1f100b5a9b7c65a0506d62c1fbb9790cb1

3daf6363c4039a739036ce152817f73d31319f060bbf5f354a0eeaf9f7ed3cd0

Pubk为0395cf5234e602954cba693138f3ba94c1cde7337675f5a94931e6226802d74d16

 

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