go語言實現(xiàn)簡易比特幣系統(tǒng)之交易簽名及校驗功能

更新時間：2021年04月08日 10:47:42 作者：小圣.

這篇文章主要介紹了go語言實現(xiàn)簡易比特幣系統(tǒng)之交易簽名及校驗功能,本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

介紹

簽名的輸入：

待簽名的交易數(shù)據(jù)，包括輸入和輸出
引用的UTXO信息
私鑰

簽名的輸出：

數(shù)字數(shù)字簽名
公鑰

簽名的目的

證明交易所引用的UTXO的確屬于付款人
證明交易的所有數(shù)據(jù)的確是付款人提供的，且未被修改過

簽名中需要的數(shù)據(jù)

UTXO中的PubKeyHash，這描述了付款人
新生成UTXO中的PubKeyHash，這描述了收款人
由于每一筆交易都可能引用多個UTXO，因為多個UTXO可能存在于多條交易中。所以我們需要遍歷所以的引用交易，并對他們逐個簽名

簽名過程

用解鎖腳本解鎖對應(yīng)的UTXO鎖定腳本

簽名

//簽名的具體實現(xiàn), 參數(shù)：私鑰，inputs里面所有引用的交易的結(jié)構(gòu)map[string]Transaction
func (tx *Transaction) Sign(privateKey *ecdsa.PrivateKey, prevTXs map[string]Transaction){
	//1. 創(chuàng)建一個當(dāng)前交易的副本：txCopy，使用函數(shù)：TrimmedCopy：要把Signature和PubKey字段設(shè)置為null
	//2. 循環(huán)遍歷txCopy的inputs，得到這個input索引的output的公鑰哈希
	//3. 生成簽名的數(shù)據(jù)，要簽名的數(shù)據(jù)一定是哈希值
		//a. 我們對每一個input都簽名一次，簽名的數(shù)據(jù)是由當(dāng)前input引用的output的哈希+當(dāng)前的outputs（都存在當(dāng)前這個txCopy里面）
		//b. 對拼好的txCopy進行哈希處理，SetHash得到TXID，這個TXID就是我們要簽名的最終數(shù)據(jù)
	//4. 執(zhí)行簽名動作，得到r,s字節(jié)流
	//5. 放到我們簽名的inputs的Signature中

	if tx.IsCoinbase(){
		return
	}

	//1.
	txCopy := tx.TrimmedCopy()

	//2.
	for i, input := range txCopy.TXInputs{
		prevTX := prevTXs[string(input.Txid)]

		if len(prevTX.TXID) == 0{
			log.Panic("引用的交易無效\n")
		}

		//不要對input進行賦值，這是一個副本，要對txCopy.TXInput[xx]進行操作，否則無法把pubKeyHash傳進來
		txCopy.TXInputs[i].PubKey = prevTX.TXOutputs[input.Index].PubKeyHash

		//3.
		//ab.
		//所需要的三個數(shù)據(jù)都具備了，開始做哈希處理
		txCopy.SetHash()

		//還原，以免影響后面的input簽名
		txCopy.TXInputs[i].PubKey = nil
		signDataHash := txCopy.TXID

		//4.
		r, s, err := ecdsa.Sign(rand.Reader, privateKey, signDataHash)
		if err != nil{
			log.Panic(err)
		}

		//5.
		signature := append(r.Bytes(), s.Bytes()...)
		tx.TXInputs[i].Signature = signature
	}

}

校驗

func (tx *Transaction) Verify (prevTXs map[string]Transaction) bool{
	if tx.IsCoinbase(){
		return true
	}

	//1. 得到簽名的數(shù)據(jù)
	//2. 得到signature，反退回r,s
	//3. 拆解PubKey, X,Y得到原生公鑰
	//4. Verify

	//1.
	txCopy := tx.TrimmedCopy()

	for i, input := range tx.TXInputs{
		prevTX := prevTXs[string(input.Txid)]
		if len(prevTX.TXID) == 0{
			log.Panic("引用的交易無效\n")
		}

		txCopy.TXInputs[i].PubKey = prevTX.TXOutputs[input.Index].PubKeyHash
		txCopy.SetHash()
		dataHash := txCopy.TXID
		//2
		signature := input.Signature //拆r,s
		//3
		pubKey := input.PubKey //拆r,s

		r := big.Int{}
		s := big.Int{}

		r.SetBytes(signature[:len(signature)/2])
		s.SetBytes(signature[len(signature)/2:])

		X := big.Int{}
		Y := big.Int{}

		//b. pubKey平均分，前半部分給X，后半部分給Y
		X.SetBytes(pubKey[:len(pubKey)/2])
		Y.SetBytes(pubKey[len(pubKey)/2:])

		pubKeyOrigin := ecdsa.PublicKey{elliptic.P256(), &X, &Y}

		//4
		if !ecdsa.Verify(&pubKeyOrigin, dataHash, &r, &s){
			return false
		}

	}
	return true
}

拷貝交易

//拷貝方法，用來引用交易
func (tx *Transaction) TrimmedCopy() Transaction{
	var inputs []TXInput
	var outputs []TXOutput

	for _, input := range tx.TXInputs{
		inputs = append(inputs, TXInput{input.Txid, input.Index, nil, nil})
	}

	for _, output := range tx.TXOutputs{
		outputs = append(outputs, output)
	}

	return Transaction{tx.TXID, inputs, outputs}
}