btc是如何实现钱包的基本功能的

btc是如何实现钱包的基本功能的

文档就是建立一个node.js开发环境。

我们使用的依赖模块是bitcoinjs-lib，其代码仓库中有一些用例，需要的可以查看。

bitcoinjs库

测试币收藏

区块链浏览器

比特币数据采集

安装

npm 安装 bitcoinjs-lib

技术访问

在接入之前，我觉得有必要解释一下一些名词和词，以便于理解：

WIF(wallet import format): 钱包导入格式,钱包导入格式是一个数据交换格式,设计用于允许导入和导出单个私钥,该私钥通过标志标明是否使用压缩公钥.
助记词: 助记词是便于记忆的私钥形式, 基于BIP39协议的助记词由12个英文单词构成.
地址: (普通地址)比特币地址（例如:1DSrfJdB2AnWaFNgSbv3MZC2m74996JafV）由一串字符和数字组成，以阿拉伯数字“1”开头.
UTXO: 未花费交易输出,UTXO是未花费交易输出,UTXO可以作为新交易的输入.
satoshi: 以比特币创始人中本聪（Satoshi Nakamoto）名字命名的比特币单位. 1 satoshi 等于百万分之一比特币,也是目前能流通的最小比特币单位.
隔离见证(SegWit):隔离见证是比特币协议的一个升级建议,该建议技术创新性地将签名数据从比特币交易中心分离出来.
        隔离见证是一个推荐的软件分叉方案,该变化将从技术上是的比特币协议规则更严谨.

详解隔离见证

bip: Bitconin Improvement Proposals, 比特币改进提议, 指比特币社区成员所提交的一系列改进比特币的提议.例如,
        BIP0021是一项改进比特币同一资源标识符（URI）计划的提议.
ECDSA: 椭圆曲线数字签名算法 是比特币使用的加密算法, 以确保资金只能被其正确拥有者支付.
P2PKH: Pay to Public Key Hash.支付到比特币地址的交易包含支付公钥哈希脚本, 由P2PKH脚本锁定的交易输出可以通过给出由
        相应使用创建的公钥和数字签名来解锁(消费).
P2PK: Pay to Public Key. P2PKH被创建主要目的一方面为使比特币地址更简短，使之更方便使用，核心内容还是P2PK的.
MS: Multiple Signatures, 多重签名.
P2SH: Pay to Script Hash, P2SH是MS多重签名的简化版本. P2SH是一种强大的、新型的、且能大大简化复杂交易脚本的交易类型而引入.
        通过使用P2SH,详细藐视花费输出条件的复杂脚本(赎回脚本)将不会出现在锁定脚本中,相反,只有赎回脚本哈希包含在锁定脚本中.
P2SH地址: P2SH地址是基于Base58编码的一个含有20个字节哈希的脚本.P2SH地址采用“5”前缀.这导致基于Base58编码的地址以“3”开头.
        P2SH地址隐藏了所有的复杂性,因此,运用其进行支付的人将不会看到脚本.
P2WPKH: Pay To Witness PubKey Hash, P2WPKH签名包含了与P2PKH花费相同的信息.但是签名信息放置与见证字段,而不是签名脚本字段中.公钥脚本也被修改了.
P2WSH: Pay To Witness Script Hash, P2WSH与P2SH的不同之处在于加密证据存放位置从脚本签名字段转变至见证字段,公钥脚本字段也被改变.

const bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
// bitcoin -> mainnet, testnet -> testnet
const network = bitcoin.networks.bitcoin;

在代码接入中，部分功能需要设置相应的网络。 如果需要在测试网和正式网之间切换，记得关注这个参数。

助记词生成账号

助记词规则是基于BIP39协议的，btc的账户地址是基于BIP32的，所以我们需要导入这两个库，用npm安装。

注意：WIF 导出需要遵循不同的路径。

const bip39 = require('bip39');
const bip32 = require('bip32');
// bip39.generateMnemonic() 该方法可以申请一个基于BIP39协议的助记词. 以下是事先生成好的助记词.
mc = 'praise you muffin lion enable neck grocery crumble super myself license ghost';
seed = bip39.mnemonicToSeed(mc);
node = bip32.fromSeed(seed);
// 普通
const path = "m/44'/0'/0'/0/0";
// WIF
wif = node.derivePath(path).toWIF();
console.log('wif:',wif);
p2pkh = bitcoin.payments.p2pkh({ pubkey: node.derivePath(path).publicKey, network : network });
addr = p2pkh.address;
console.log(addr);
// sw 隔离见证
const swPath = "m/49'/0'/0'/0/0";
// WIF
wif = node.derivePath(path).toWIF();
console.log('wif:',wif);
p2wpkh = bitcoin.payments.p2sh({
    redeem: bitcoin.payments.p2wpkh({ pubkey: node.derivePath(swPath).publicKey, network : network })
  })
swAddr = p2wpkh.address;
console.log(swAddr);

通过私钥导入账户（WIF）

// 普通
const keyPair = bitcoin.ECPair.fromWIF('Kxr9tQED9H44gCmp6HAdmemAzU3n84H3dGkuWTKvE23JgHMW8gct')
const p2pkh = bitcoin.payments.p2pkh({ pubkey: keyPair.publicKey });
addr = p2pkh.address;
console.log(addr);
// SW
const keyPair = bitcoin.ECPair.fromWIF('KwvFAjTd8Nf8DeRAMiB5gaS9SnKP8rTJ31CN5DV5DXLKBiy55WfS');
const p2pkh1 = bitcoin.payments.p2sh({
    redeem: bitcoin.payments.p2wpkh({ pubkey: keyPair.publicKey, network : network })
  });
console.log(p2pkh1.address);

查看账户资产

我们介绍的库没有提供查询账户余额的接口。 如果你想自己拼接btc钱包地址修改，那么我们需要这样做：

    * 查询所有区块信息,从区块高度为1到最近的区块,
    * 遍历获取到的所有区块,将地址对应的UTXO累加起来,这样就是账户对应的余额了.

但这样做会变得极其复杂和耗时。 显然，对于钱包来说是不可行的。 然后我们使用btc区块链浏览器提供的查询API。

查询接口

例如：

发送请求 GET >

{"err_no":0,"data":{"address":"15urYnyeJe3gwbGJ74wcX89Tz7ZtsFDVew","received":13623974384090,"sent":13623974384090,"balance":0,"tx_count":6263,"unconfirmed_tx_count":0,"unconfirmed_received":0,"unconfirmed_sent":0,"unspent_tx_count":2,"first_tx":"030b7d06d1dcec24d017249b6b87a457bd217150afbbe4351f8821870324d00b","last_tx":"1dfa50ff5de09308834d333806c9a70dc663ace1164d68da3d7087fe6b59ebcb"}}

然后就可以得到对应的账户信息了。

关于交易发送btc钱包地址修改，后续补充。

以下内容是对交易内容的补充

交易概览

    BTC的交易与其他交易并不太一样, 这里需要先对整体做一个介绍, 以便于你在接入时能更好的理解他.
    发送一笔BTC交易,你需要填入input,output,并将你的交易内容用私钥签名.
    input:你的钱从哪里来.
    output:你的钱花到哪里,花多少.
    假如说我们现在从地址A转账到地址B, 转账金额为X, 你需要先得到地址A在链上所有的UTXO, 然后将所有的UTXO余额累加到一起组成你可以使用的账户余额,
    假如定义的矿工费用是Z, 我们向地址B转账X在减掉矿工费Z得到你现在剩下的余额, 但是这里需要引起注意, 这笔剩下的余额, 你需要转入回你的地址A, 否则,
    这笔钱将全部用做矿工费用,因为每一笔交易会花掉你所有的UTXO,所以你的output应该将剩余的钱转回给地址A. 再者, 签名的时候, 对应有几笔UTXO, 你就需要做几次签名, 你可以理解为每一笔UTXO都在一个区块中, 你需要用你的私钥去将他解锁取出. 最后, 将你拼接好的交易内容,转化成HEX格式广播出去.
    OK,通俗的讲,我的钱包里有分别有一张50,20,5的钞票,我将花费60去买东西,这时候你事先不知道自己总共有多少, 你就将钱都给商家, 商家拿掉60后,在找零给你, 这最后的找零, 就是你账户对应的新的UTXO了.
    根据地址类型,BTC的交易也有两种形式,本质上只是签名方法不太一样.

普通地址：

// 代码中并未将数组写作循环的格式, 接入时,为了方便 你最好写成循环.
const Bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = Bitcoin.networks.testnet;
// 从WIF格式获取到ECPair对象 签名需要用到
const wallet = Bitcoin.ECPair.fromWIF('cVvJnbrwQDmtWYVRWFibRo5qXznPvCZMH5FMfonuaCrngK4grurj',network);
// 这是一个/GET请求, 该请求可以获取到地址对应账户所有的UTXO
// previous transaction https://testnet.blockchain.info/address/mh6Wqgq4ijHtsH5MogVDzXriZ5ButDgvpY
// mainnet 去掉testnet域名前缀
const previousTransaction = {
    "tx": [
        {
            "txid": "ce8814d071694c8f97384c1f46ed8966b9c479608a96dec8a100c025f05d86bf",
            "amount": 0.17240279,
            "vout": 0
        },
        {
            "txid": "0456d379bf3de413b5a02cde1827321772a5308be362d824ca3e6e50d1294b96",
            "amount": 0.10335036,
            "vout": 1
        },
    ]
};
// 大单位化小单位 1BTC = 10^8聪
function btcToSatoshi(btcAmount) {
    return btcAmount * 1e8;
}
function buildTransaction(previousTransaction, amount, toAddress) {
    const tx = new Bitcoin.TransactionBuilder(network);
    const amountSatoshis = btcToSatoshi(amount);
    // 计算账户总UTXO余额
    const balanceSatoshis = btcToSatoshi(previousTransaction.tx[0].amount + previousTransaction.tx[1].amount);
    // 矿工费用 size = inputsNum * 180 + outputsNum * 34 + 10 (+/-) 40 (这个计算公式未验证)
    const feeSatoshis = btcToSatoshi(0.0001);
    const fromAddress = 'mh6Wqgq4ijHtsH5MogVDzXriZ5ButDgvpY';
    const change = balanceSatoshis - feeSatoshis - amountSatoshis;
    tx.addInput(previousTransaction.tx[0].txid, previousTransaction.tx[0].vout);
    tx.addInput(previousTransaction.tx[1].txid, previousTransaction.tx[1].vout);
    // 转回原地址
    tx.addOutput(fromAddress, change);
    // 支出
    tx.addOutput(toAddress, amountSatoshis);
    // 多次循环签名
    tx.sign(0, wallet);
    tx.sign(1, wallet);
    return tx.build().toHex();
}
stx = buildTransaction(previousTransaction, 0.001, 'n1RqVCgB2pMR8EmjvyxYCMEsyhRAdgagbM');
console.log(stx);

const Bitcoin = require('bitcoinjs-lib');
const network = Bitcoin.networks.testnet;
const wallet = Bitcoin.ECPair.fromWIF('cVvJnbrwQDmtWYVRWFibRo5qXznPvCZMH5FMfonuaCrngK4grurj',network);
const pubKey = wallet.publicKey;
const p2sh = btc.bitcoin.payments.p2sh({
    redeem: btc.bitcoin.payments.p2wpkh({
      pubkey: pubKey,
      network: btc.network
    }),
    network: btc.network
});
      
// previous transaction https://testnet.blockchain.info/address/ms6mbAmWBXA3QFAPb6eb4k6L11tnXwxzeH
const previousTransaction = {
    "tx": [
        {
            "txid": "ce8814d071694c8f97384c1f46ed8966b9c479608a96dec8a100c025f05d86bf",
            "amount": 0.17240279,
            "vout": 0
        },
        {
            "txid": "0456d379bf3de413b5a02cde1827321772a5308be362d824ca3e6e50d1294b96",
            "amount": 0.10335036,
            "vout": 1
        },
    ]
};
function btcToSatoshi(btcAmount) {
    return btcAmount * 1e8;
}
function buildTransaction(previousTransaction, amount, toAddress) {
    const tx = new Bitcoin.TransactionBuilder(network);
    const amountSatoshis = btcToSatoshi(amount);
    const balanceSatoshis = btcToSatoshi(previousTransaction.tx[0].amount + previousTransaction.tx[1].amount);
    const feeSatoshis = btcToSatoshi(0.0001);
    const fromAddress = 'mh6Wqgq4ijHtsH5MogVDzXriZ5ButDgvpY';
    const change = balanceSatoshis - feeSatoshis - amountSatoshis;
    tx.addInput(previousTransaction.tx[0].txid, previousTransaction.tx[0].vout);
    tx.addInput(previousTransaction.tx[1].txid, previousTransaction.tx[1].vout);
    tx.addOutput(fromAddress, change);
    tx.addOutput(toAddress, amountSatoshis);
    tx.sign(0, wallet, p2sh.redeem.output, null, btcToSatoshi(previousTransaction.tx[0].amount));
    tx.sign(1, wallet, p2sh.redeem.output, null, btcToSatoshi(previousTransaction.tx[1].amount))
    return tx.build().toHex();
}
stx = buildTransaction(previousTransaction, 0.001, 'n1RqVCgB2pMR8EmjvyxYCMEsyhRAdgagbM');
console.log(stx);