用Go构建区块链—

本篇是"用Go构建区块链"系列的第四篇，主要对原文进行翻译。对应原文如下：

Building Blockchain in Go. Part 4: Transactions 1

1、介绍

交易是比特币的核心，区块链的唯一目的是以安全可靠的方式存储交易，所以没有人可以在创建后修改它们。今天我们开始实现交易。但是因为这是一个相当大的话题，所以我将它分成两个部分：在这一部分中，我们将实现交易的通用机制，第二部分我们将详细讨论。

而且，由于代码变化很大，因此在这里对它们解释是没有意义的。你可以在这里看到所有的变化。

2、没有勺子（"There is no spoon"）

（译者注：There is no spoon，字面意思“没有汤勺”，是《黑客帝国》的一句台词。这里应该可以翻译为类似"无限力量或者魔法无限"的意思吧）

如果您曾经开发过Web应用程序，为了实现支付系统，您可能会在DB中创建这些表格： accounts 和 transactions 。一个账户会存储关于用户的信息，包括他们的个人信息和余额，而一个交易会存储关于从一个账户向另一个账户转移资金的信息。在比特币中，付款是以完全不同的方式实现的。这里：

没有帐号;
没有余额;
没有地址;
没有货币;
没有发送者和接收者。

由于区块链是一个公开和开放的数据库，我们不希望存储有关钱包所有者的敏感信息。货币不会存在帐户中。交易不会将资金从一个地址转移到另一个地址。没有可保存帐户余额的字段或属性。只有交易。但是交易内容是什么？

3、比特币交易

交易是输入和输出的组合：

type Transaction struct {ID   []byteVin  []TXInputVout []TXOutput
}

一笔新的交易的输入引用前一笔交易的输出（这里有个例外，我们将在后面讨论）。输出是货币实际存储的地方。下图演示了交易之间的的关系：

image

注意：

有一些输出没有关联到输入;
在一笔交易中，输入可以引用之前多个交易的输出;
一个输入必须引用一个输出。

在整篇文章中，我们将使用诸如"钱"，"货币(coins)"，"花费"，"发送"，"账户"等词语。但比特币中没有这样的概念。交易只是用脚本锁定值，只能由锁定它的人解锁。

4、交易输出

首先从输出开始：

type TXOutput struct {Value        intScriptPubKey string
}

事实上，这是存储"货币(coins)"的输出(注意一下上面的 Value 字段)。而存储意味着用一个谜题锁定它们，这是存储在 ScriptPubKey 。在内部，比特币使用称为脚本的脚本语言，用于定义输出锁定和解锁逻辑。这种语言很原始（这是故意的，以避免可能的黑客和滥用），但我们不会详细讨论它。你可以在这里找到它的详细解释。

在比特币中，value字段存储satoshis的数量，而不是BTC的数量。一个satoshis是一亿分之一个比特币（0.00000001 BTC）的，因此，这是比特币的最小货币单位（如百分比）。

由于我们没有实现地址，现在我们将避免整个脚本相关的逻辑。 ScriptPubKey 将存储任意字符串（用户定义的钱包地址）。

顺便说一句，拥有这样的脚本语言意味着比特币也可以用作智能合约平台。

输出的一个重要的事情是它们是不可分割的，这意味着你不能引用它的一部分。在新的交易中引用输出时，它将作为一个整体进行使用。如果其值大于所需要的值，则会生成更改并将其发送回发送者。这与真实世界的情况类似，例如，您支付5美元的钞票用于花费1美元，并且找回4美元的东西。

5、交易输入

这里是输入：

type TXInput struct {Txid      []byteVout      intScriptSig string
}

如上所述，输入引用前一个输出：Txid 存储此类交易的ID，Vout 在交易中存储输出的索引。ScriptSig 是一个提供数据用于在输出中使用的脚本 ScriptPubKey 。如果数据是正确的，输出可以被解锁，这个值也可以被用来生成新的输出；如果不正确，输出就不能被输入所引用。这是保证用户不能花钱属于其他人的货币的机制。

同样，由于我们还没有实现地址， ScriptSig 因此将只存储任意用户定义的钱包地址。我们将在下一篇文章中实现公钥和签名检查。

我们总结一下。输出是储存"货币"的地方。每个输出都带有一个解锁脚本，它决定了解锁输出的逻辑。每个新交易都必须至少有一个输入和输出。输入引用前一个交易的输出，并提供 ScriptSig 输出的解锁脚本中使用的数据（字段），以解除锁定并使用其值创建新的输出。

但哪个先出现：输入还是输出？

6、鸡蛋

在比特币中，先有蛋，才有鸡。输入引用输出的逻辑是典型的 "鸡还是鸡蛋" 的问题：输入产生输出，输出使得输入成为可能。在比特币中，输出先于输入。

当矿工开始挖矿时，它会添加一个 coinbase交易 。coinbase交易是一种特殊类型的交易，不需要以前存在的输出。它无处不在地创造输出（即"货币"）。没有鸡的鸡蛋。这是矿工挖到新区块的奖励。

如您所知，区块链开始处有创世区块。这个区块在区块链中产生了第一个输出。由于没有以前的交易并且没有这样的输出，因此不需要先前的输出。

我们来创建一个coinbase交易：

func NewCoinbaseTX(to, data string) *Transaction {if data == "" {data = fmt.Sprintf("Reward to '%s'", to)}txin := TXInput{[]byte{}, -1, data}txout := TXOutput{subsidy, to}tx := Transaction{nil, []TXInput{txin}, []TXOutput{txout}}tx.SetID()return &tx
}

一个coinbase交易只有一个输入。在我们的实现中，它 Txid 是空的，Vout 等于-1。而且，coinbase交易不会存储脚本 ScriptSig 。相反，任意数据存储在那里。

在比特币中，第一个coinbase交易包含以下信息："The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks"。你可以自己看。

subsidy 是奖励的金额。在比特币中，这个数字没有存储在任何地方，只根据块的总数进行计算：块的数量除以 210000 。挖掘创世区块产生50 BTC，每 210000 块奖励减半。在我们的实现中，我们会将奖励作为常量存储（至少现在是