交易模型介紹

比特幣的實(shí)現(xiàn)使用的是區(qū)塊鏈技術(shù)，所以比特幣賬本里面存儲(chǔ)的都是一個(gè)個(gè)連接起來的區(qū)塊數(shù)據(jù)。而區(qū)塊數(shù)據(jù)里面存儲(chǔ)的都是一筆筆交易數(shù)據(jù)，所以可以理解為比特幣里面沒有任何其它數(shù)據(jù)，只有一筆筆交易。

每一筆交易包含交易的唯一id，交易的輸入，交易的輸出三部分內(nèi)容：

id：? 非常好理解，就是一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，我們可以簡單理解為和數(shù)據(jù)庫的主見id一樣；

交易輸入：? 交易輸入數(shù)據(jù)記錄的是本次交易轉(zhuǎn)賬人的信息，包含了轉(zhuǎn)賬人的賬號(hào)，轉(zhuǎn)賬金額，還有本次轉(zhuǎn)賬的錢來自以前的哪一次交易的id，最后是交易簽名，加簽名是為了防止被篡改

交易輸出：? 交易收款人賬號(hào)，交易結(jié)余金額

上面的交易模型簡單來說，就是記賬，通過交易輸入可以看到此次轉(zhuǎn)賬需要用到前面的哪些交易輸出的余額，通過交易輸出可以計(jì)算本次交易剩余了多少錢的結(jié)余，并轉(zhuǎn)給自己，也方便下一次的交易輸入的使用。

所有的交易輸出其實(shí)就是自己賬戶上的一筆筆結(jié)余余額，所有的交易輸入其實(shí)就是記錄了此次交易花費(fèi)使用了以前哪些交易輸出，如果有結(jié)余，再記錄為新的交易輸出。

比特幣的交易模型也簡稱為UTXO（unspent? transaction? output），全稱是未花費(fèi)的交易輸出，一次交易如果有余額，就有未花費(fèi)的交易輸出，如果沒有余額，那么交易輸入中存的就都是已花費(fèi)的交易輸出。所以，所有未花費(fèi)的交易輸出加起來，就是當(dāng)前賬戶的余額。

同理可以推斷出，如果是挖礦操作，那么記賬時(shí)交易輸入一定是0，交易輸出就是系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)給賬戶的比特幣數(shù)量。如果是轉(zhuǎn)賬，那么交易輸入就會(huì)記錄本次轉(zhuǎn)賬花費(fèi)的是前面的哪些交易輸出，如果剛好花完，那么交易輸出就是0，如果沒有花完，那么剩余的錢再轉(zhuǎn)為交易輸出。

代碼實(shí)現(xiàn)

從上面的介紹中可以看出，交易輸出的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)最簡單，我們來看一下：

交易輸出的數(shù)據(jù)模型只有三個(gè)屬性，一個(gè)是金額，另外兩個(gè)就是收錢方的錢包地址和公鑰。交易輸入的數(shù)據(jù)模型我們定義類?TransactionInput ，交易的數(shù)據(jù)模型我們定義類?Transaction ，先來看交易的數(shù)據(jù)模型：

雖然交易模型包含了交易輸入和交易輸出，但是從整體上看，交易模型也很簡單，只包含一個(gè)交易id，一個(gè)交易輸入，一個(gè)交易輸出。

這里需要說明一下，一次交易轉(zhuǎn)賬因?yàn)榻痤~不固定，用到的交易輸出應(yīng)該是一個(gè)list模型，但是這里的比特幣因?yàn)槭呛唵螌?shí)現(xiàn)，因此后面我們交易時(shí)金額會(huì)固定，這樣用單個(gè)交易輸出也可以實(shí)現(xiàn)。

看完交易輸出模型和交易模型，下面來看一下交易輸入模型：

交易輸入模型略微復(fù)雜一些，除了定義正常的交易金額和收錢方地址及公鑰之外，還定義了交易簽名字段，和交易id字段，這個(gè)id指向的就是引用輸出的那次交易id。

交易輸入模型 TransactionInput 中還有一個(gè)方法需要定義，在系統(tǒng)挖礦生成的交易中，沒有交易輸入，我們可以簡單把交易輸入引用的交易id設(shè)置為0，并且把交易輸入的金額設(shè)置為-1，以此來判斷是否為系統(tǒng)交易：

因此，在交易模型類?Transaction 中，需要定義一個(gè)判斷的方法：

這樣，交易輸入模型類?TransactionInput? 也設(shè)計(jì)完成了。

下面繼續(xù)看交易模型類Transaction 。接下來是交易的簽名和驗(yàn)證簽名的設(shè)計(jì)，首先，設(shè)計(jì)兩個(gè)工具方法，一個(gè)是交易對(duì)象的克隆方法，另一個(gè)是把整體交易對(duì)象進(jìn)行哈希的方法：

上面的克隆方法發(fā)送方公鑰為空，是為了在簽名的時(shí)候直接配置引用的交易的交易輸出的地址。接下來是給交易進(jìn)行簽名：

簽名方法完成后，驗(yàn)證簽名的方法就簡單了：

上面就是交易模型UTXO的簡單設(shè)計(jì)，用到的加密技術(shù)都是前面提到的。比特幣的交易模型與普通的支付軟件的交易并不一樣，需要用記賬的思想去理解。

交易id的生成，我們直接使用uuid即可，這里不再演示。

測(cè)試

來看一下測(cè)試代碼，首先測(cè)試一下系統(tǒng)交易：

測(cè)試結(jié)果：

再來測(cè)試一下轉(zhuǎn)賬交易：

測(cè)試結(jié)果：

項(xiàng)目代碼：https://gitee.com/blueses/btc-demo