比特币白皮书插图-如何转账

在本节中，我们将介绍如何转移比特币。该过程将涉及比特币地址、私钥以及如何使用数字签名签署交易。

比特币地址和余额

当我们第一次持有比特币时，系统会首先为我们生成两个字符串怎么确认比特币转出到没到账，一个是比特币地址，另一个是允许我们转移该地址中的币的私钥。

我们使用地址接收他人的转账。如果我和 Alice 一起购买比特币，她只需给她我的地址，她就可以构建交易并将硬币转移给我。这涉及到交易输出的概念。请注意，交易输出是我们稍后会经常使用的术语。简单来说，在 Alice 构造的交易中，交易输出就是交易金额加上我的比特币地址。很容易认为交易也应该有输入，我们稍后会谈到。

该地址不直接存储比特币。需要明确的是，比特币账本并没有直接记录一个地址下有多少余额。账本上记录的只是交易，历史上所有人的所有交易。一个地址中有多少余额是由软件为我计算的：软件将找到与我的地址相关的所有交易输出，减去已花费的交易输出。每一个没有被花费的输出都是一个“未花费的交易输出”，英文称为Unspent Transaction Output，简称UTXO。有人说比特币是UTXO，这也很合理。

那么花费一笔交易输出是什么意思呢？让我们回到爱丽丝寄钱给我。Alice 构建的交易中仍然必须有一个输入。输入是 Alice 之前的交易输出，而这些交易输出必须是未花费的，即 UTXO。比如之前有两个交易输出指向Alice的地址，一个是0.3个币，另一个是0.8个币，那么Alice在构造交易的时候，一定要把这两个UTXO 都取出来作为交易的输入，因为这样我就可以凑够1个比特币给我了。当然，当交易产生时，系统会自动给零钱。白皮书的第九部分“组合和划分价值”讨论了这个过程。

通过这种方式，我们了解了地址和余额的全部内容。

电子签名

接下来要考虑的是交易发起者的身份验证，因为需要确保每笔交易都是由相应的比特币持有者发出的。这涉及到数字签名的概念。要了解数字签名，您必须首先了解散列的概念。我们不会扩展它。你在我之前的文章中找到了一个专门的介绍。

我们需要一个无法复制的签名。如果要签生活支票，直接签就行了。但是在电子世界中使用这种形式的签名需要考虑如何防止签名被复制和重复使用。公钥密码学的数字签名恰好是无法复制和重复使用的签名。如果我用私钥对消息进行签名，实际上是先计算消息的哈希，然后用私钥对哈希进行加密，得到的密文称为数字签名。签名与信息绑定。如果信息有哪怕一个字的改变，数字签名将立即失效。因此，攻击者无法复制我的数字签名来签署他伪造的用于花费我的钱的交易消息。

怎么会有人知道签名是我签发的。当我构建一个交易时，我也会将我的公钥发布到整个网络。你可能会说我们手中没有公钥。事实上，这不是问题。有了私钥，就可以随时计算出公钥。签名是私钥加密的产物，用私钥加密的东西可以用公钥解密。这是公钥密码学的基本原理。看到交易信息、数字签名和我的公钥后，可以证明两点：第一，如果公钥解密签名成功，就可以证明交易确实是由私钥的持有者进行的，即我，第二，

数字签名是公钥密码学的基础知识。它早在比特币出现之前就被广泛使用，因此白皮书中没有介绍，而是在摘要部分提到。

数字签名提供了部分解决方案

数字签名可以解决部分问题。这意味着数字签名可以用来确认签名者的身份，但不能防止双花问题。我们将在下一节解释双花问题。

数字签名链

白皮书的第二部分“交易”是本节讨论的主要内容怎么确认比特币转出到没到账，但白皮书比较简洁，我在这里补充一些知识。有这么一句话

我们将电子硬币定义为数字签名链。

这句话不好理解，在这里展开。首先，什么是电子硬币？UTXO用完后不能拆开使用，很像硬币。如果第一个用户想要将他的币转给第二个用户，他只需要将与该币相关的交易和第二个用户的地址形成一个消息，然后使用私钥对消息进行哈希处理。加密以获得数字签名。第二个用户想继续把这个币转给第三个用户，这个过程完全一样，只是在新的交易中再做一次数字签名。所以这个币会出现在一系列的交易中，并且和一系列的数字签名相关，所以一个币就是一个数字签名链。

然而，白色皮革中的绘画与我们刚才描述的有点不同。白皮书不涉及地址，而是将硬币转移到公钥上。地址是公钥的哈希值，所以将币绑定到地址，公钥也可以反映币是输入到哪个私钥持有者的。实际使用时地址较短，有一些自查功能，使用起来比较方便。原理与白皮书中描述的完全相同。

至此，交易的基本组成和数字签名链的概念就清晰了。

总结

本节介绍什么是持有比特币，以及网络如何通过数字签名确认签名者的身份。这确保没有其他人可以花费我的硬币。但随之而来的问题是系统如何防止一个人多次花费同一个硬币，即防止双花问题，我们将在下面的小节中解释。

参考：