【一起入门区块链四】你知道如何验证一笔交易中的比特币所有权吗？

在上篇文章《一文带你看懂去中心化的比特币交易》中我们初步了解了去中心化的比特币的交易过程，简单回顾一下：以Alice向Bob支付10个BTC为例，首先需要交易的用户把交易传到网络中，也就是说Alice在向Bob支付10个BTC后需要把这笔交易全网传播，当这笔交易在比特币网络中传播开来后，这个时候矿工们开始通过比拼算力的方法挖矿来竞争记账权利，直到第一个矿工胜出然后把交易打包再次全网广播，那么其他收到消息的记账包的节点会对其进行验证，验证通过后加入自己的区块。

那这里有个问题 ，各个节点如何验证Alice想Bob发送的这笔交易是有效的呢？如何确保Alice在发生这笔交易的时候拥有这10个BTC的所有权？同样，如何确保接收方一定是Bob并且在这笔交易之后把BTC所有权归为Bob呢？

这时候我们就需要知道，比特币协议规定，在支付比特币时，比特币的当前所有者需要在交易中提交其公钥和签名（每次交易的签名都不同，但均从同一个私钥生成）。比特币网络中的所有人都可以通过所提交的公钥和签名进行验证，并且确认交易是否有效，即确认支付者在该时刻对所交易的比特币拥有所有权。

也就是说，比特币的所有权通过数字密钥、比特币地址和数字签名来确立的。每个比特币交易都需要一个有效的签名才会最终被存储在区块链。

事实上，也只有有效的数字密钥才能产生有效的数字签名。这里要说明，数字密钥并不是存储在网络中，而是存储在钱包中完全独立于比特币协议。而密钥是成对出现的，由一个私钥和一个公钥所组成。公钥就像银行的账号，而私钥就像控制账户的PIN码或支票的签名。

这里出现了区块链话题中经常听到的词汇——公钥和私钥。

公钥⽤于接收⽐特币，⽽私钥⽤于⽐特币⽀付时的交易签名。

公钥和私钥之间的数学关系，使得私钥可⽤于⽣成特定消息的签名。此签名可以在不泄露私钥的同时对公钥进⾏验证。

简单来说，就是公钥是公开的，可以在网络中被任何人所看到，用来加密/验章，而私钥是自己的，必须非常小心保存，用来解密/签章。

还是以Alice向Bob支付10BTC为例，Alice为了证明这个比特币是自己发送的，只需要使用私钥对文件进行签名然后广播交易，Bob或者网络上的其他节点在收到广播后用Alice的公钥对文件进行签名验证，如果验证成功，就证明该笔交易的比特币一定是来自于Alice。

那同样，如何判断该笔交易的比特币就一定是发送给Bob并最终归Bob所有呢，很简单，Alice在发起这笔交易的时候用Bob的公钥对信息进行加密，因为只有Bob的私钥才能解开其公钥加密后的信息，于是也就证明了这笔交易中的BTC确实是发送给Bob的，那么之后Bob就可以自由使用这笔交易中的比特币。

这个就是密码学中的非对称加密，简单来说，就是由公钥加密，必须由私钥进行解密，反之，如果由私钥加密，那么就必须使用公钥才能解密。

刚才提到，数字秘钥是存储在钱包当中的，一个比特币钱包中包含一系列的密钥对，每个密钥对包括一个私钥和一个公钥。私钥（k）是一个数字，通常是随机选出的。有了私钥，我们就可以使用椭圆曲线乘法这个单向加密函数产生一个公钥（K）。有了公钥（K），我们就可以使用一个单向加密哈希函数生成比特币地址（A），如图：

注意，这里由私钥生成公钥，再由公钥生成比特币地址都是单向的，反之无法获取，这样就保证了比特币的安全性。

接下来我们简单了解一下私钥、公钥、地址的相关原理知识。

私钥：

是一个随机选出的数字，以256位二进制数或者64位十六进制数显示，私钥用于生成支付比特币所必需的签名以证明资金的所有权，所以私钥必须妥善保管，一旦丢失就相当于丢失了该私钥保护下的比特币。

公钥：

通过椭圆曲线算法可以从私钥计算得到公钥，这是不可逆转的过程： K = k * G  。其中 k 是私钥， G 是被称为⽣成点的常数点，⽽ K 是所得公钥。其反向运算，被称为“寻找离散对数”——已知公钥 K 来求出私钥 k ——是⾮常困难的，就像去试验所有可能的 k 值，即暴⼒搜索。

地址：

比特币地址是一个由数字和字母组成的字符串，可以与任何想给你比特币的人分享。比特币地址与公钥不同。比特币地址是由公钥（一个同样由数字和字母组成的字符串）经过单向的哈希函数生成的，以数字“1”开头。

我们只需要知道：哈希算法是⼀种单向函数，接收任意⻓度的输⼊产⽣指纹摘要。

如果把比特币交易比作一张支票，比特币地址就是收款人，也就是我们要写入收款人一栏的内容。

OK，以上就是比特币所有权的确定问题，你懂了吗？

感谢您的阅读，欢迎你的关注，希望我们一起深耕，一起收获！

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我是（币圈娜姑娘）李拉拉（微信号：lina_lala），一个职业编程妹子、区块链研究者、跑步健身爱好者，期望与您一起学习，一起进步！

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