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Bitcoin Mining & Scripts

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0012338jason edited this page Oct 29, 2024 · 10 revisions

基本挖礦設備

  • 第一代：CPU（很多部分閒置，浪費）
  • 第二代：GPU（很多部分閒置，浪費）
  • 現在：ASIC 礦機（Application Specific Integrated Circuit）

礦池

解決問題：

  • 單獨礦工要挖出區塊的機率很低
  • 單獨礦工的收入不穩定

架構：一個節點驅動很多礦機

分配收益：依照每個礦工的貢獻度（工作量證明）

  • 讓礦工的收入穩定
  • 當有礦工成功挖到區塊時，礦主再依所有礦工提交的工作量證明分配收益

問題：

  • 有沒有可能礦工挖到合法區塊時，把它丟棄不提交？

    • 有可能，對礦工而言並沒有經濟上好處，但礦池之間存在競爭關係，可能會是礦池之間的破壞行為

  • 大型礦池讓 51% attack 發生的可能性提高

    • forking attack：等到最長鏈完成六次確認後，再分叉並透過較大的算力使分叉的鏈追趕上成為最長鏈
    • boycott attack：出現想要抵制的交易時，立刻分叉

比特幣腳本

  • 交易結構
"result":{
        "txid": "921a...dd24",       //交易的ID
        "hash": "921a...dd24",       //交易的hash
        "version": 1,                //比特幣協議的版本
        "size": 226,                 // (bytes)
        "locktime": 0,               //設定交易的生效時間
        "vin": [...],
        "vout": [...],
        "blockhash": "0000000000000000002c510d...5c0b",
        "confirmations": 23,
        "time": 1530846727,          //交易產生的時間 
        "blocktime": 1530846727      //區塊產生的時間
}

比特幣腳本

交易的輸入

"vin":[{
    "txid": "c0cb...c57b",     //幣的來源交易的哈希值
    "vout": 0,                 //幣的來源交易是區塊的第幾個輸出
    "scriptSig": {             //輸入腳本，之後用"input script"替代
        "asm": "3045...0018",
        "hex": "4830...0018"
    },
}],

交易的輸出

"vout": [{
    "value": 0.22684000,     //單位是 BTC
    "n": 0,
    "scriptPubKey": {        //輸出腳本，之後用"output script"替代
        "asm": "DUP HASH160 628e...d743 EQUALVERIFY CHECKSIG",
        "hex": "76a9...88ac",
        "regSigs": 1,       //此輸出需要幾個簽名
        "type": "pubkeyhash",
        "addresses": ["19z8LJkNXLrTv2QK5jgTncJCGUEEfpQvSr"]   //輸出的地址
    }
},{
    "value": 0.53756644,
    "n": 1,
    "scriptPubKey": {
        "asm": "DUP HASH160 da7d...2cd2 EQUALVERIFY CHECKSIG",
        "hex": "76a9...88ac",
        "regSigs": 1,
        "type": "pubkeyhash",
        "addresses": ["1LvGTpdyeVLcLCDK2m9f7Pbh7zwhs7NYhX"]
    }
}]

輸入腳本和輸出腳本的執行

  • 要驗證 "TX: B $\to$ C" 這個交易的幣的來源正確性
  • 將輸入腳本和輸出腳本拼接起來執行

輸入腳本和輸出腳本的形式

P2PK（Pay to Public Key）

  • 形式
    • input script:
      • PUSHDATA(Sig)
    • output script:
      • PUSHDATA(PubKey)
      • CHECKSIG
  • 腳本執行
    • step1
    • step2
    • step3: 用 PubKey 檢查 Sig 是否正確

P2PKH（Pay to Public Key Hash）

  • 形式
    • input script:
      • PUSHDATA(Sig)
      • PUSHDATA(PubKey)
    • output script:
      • DUP
      • HASH160
      • PUSHDATA(PubKeyHash)
      • EQUALVERIFY
      • CHECKSIG
  • 腳本執行
    • step1
    • step2
    • step3
    • step4: 將 PubKey 從 stack 中取出取哈希後再放入 stack 中
    • step5
    • step6: 若 stack 最上面兩個 PubKeyHash 相同，則取出
    • step7: 用 PubKey 檢查 Sig 是否正確

P2SH（Pay to Script Hash）

使用P2SH時，複雜的腳本詳細說明了花費輸出（贖回腳本）的條件，但不是在output script中顯示。只有它的hash在output script中，這將費用和複雜性的負擔從交易的發送者轉移到了接收者（消費者）。

  • input script 要给出一些簽名（數目不定）及一段序列化的 redeemScript

    • 驗證時分兩步：
      1. 驗證這段序列化的 redeemScript 是否與 output script 中的哈希值匹配？
      2. 反序列化並執行 redeemScript ，驗證 input script 中給出的簽名是否正確？
    • redeemScript 的形式
      • P2PK 形式
      • P2PKH 形式
      • 多重簽名形式

  • 形式

    • input script:
      • ...
      • PUSHDATA(Sig)
      • ...
      • PUSHDATA(serialized redeemScript)
    • output script:
      • HASH160
      • PUSHDATA(redeemScriptHash)
      • EQUAL

  • 用 P2SH 實現 P2PK

    • 形式
      • redeemScript:
        • PUSHDATA(PubKey)
        • CHECKSIG
      • input script:
        • PUSHDATA(Sig)
        • PUSHDATA(serialized redeemScript)
      • output script:
        • HASH160
        • PUSHDATA(redeemScriptHash)
        • EQUAL
    • 腳本執行
      • 第一階段的驗證
        • step1
        • step2
        • step3
        • step4
        • step5
      • 第二階段的驗證
        • step1
        • step2

多重簽名

  • 腳本執行
    • step1
    • step2
    • step3
    • step4
    • step5
    • step6
    • step7
    • step8
    • step9
  • 實際應用不方便：交易雙方皆要先知道 M 及 N 值
  • 用 P2SH 實現多重簽名
    • 形式
    • 腳本執行
      • 第一階段的驗證
        • step1
        • step2
        • step3
        • step4
        • step5
        • step6
        • step7
      • 第二階段的驗證
        • step1
        • step2
        • step3
        • step4
        • step5
        • step6

https://learnmeabitcoin.com/technical/transaction/locktime/

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