锲子

参与 Bitcoin 的相关生态难免需要涉及到链上的操作，相比于 Ethereum 这样简单的交易发送机制，Bitcoin 上构建交易则需要一定的编程能力，这篇博文记录一下 Bitcoin 上构建交易的各种姿势。（博文不间断更新）

这篇博文的前置知识：UTxO、交易结构与脚本语言，可以在 Learn me a bitcoin 学习，另外：

测试网交易池可视化：https://mempool.space/testnet
测试代币水龙头：https://bitcoinfaucet.uo1.net/
测试私钥生成（主网尽量不要使用）：https://iancoleman.io/bip39/

golang 下的 Bitcoin 工具库为：github.com/btcsuite/btcd

简单交易的构建

私钥与地址生成

私钥生成

私钥有多种形式，在 Bitcoin 中最为常见的是 WIF （Wallet Import Format）格式的私钥，也有 16 进制的私钥，这些私钥之间是可以相互转换的

事实上目前的大多数钱包插件都不支持 WIF 格式的私钥导入，只能使用一些软件钱包才能导入。

golang 内可以生成私钥并派生 WIF 格式的私钥，也可以使用在线的 BIP-39 助记词生成（不推荐主网使用）

// 博文的代码都默认为测试网
cfg := &chaincfg.TestNet3Params

privateKey, err := btcec.NewPrivateKey()
if err != nil {
    log.Fatalln(err)
    return
}

wif, err := btcutil.NewWIF(privateKey, cfg, true)
fmt.Printf("Generated WIF Key: %s", wif.String())
// Generated WIF Key: cViUtGHsa6XUxxk2Qht23NKJvEzQq5mJYQVFRsEbB1PmSHMmBs4T

地址生成

同样，Bitcoin 的地址有多种类型，在之前的博文 BIP、闪电网络与 Trao 中略有提及，如果需要具体了解也可以阅 Learn me a bitcoin 的 Script 小节中的各种地址。

支付类型和地址相关的内容放在了新坑：Bitcoin 支付方式及地址类型

目前比较常用的是 Taproot 地址，这是为了支持 Taproot 协议而被提出的地址类型，可以支持不同的 Pay-To 方式

在代码的实现层面上，通过 WIF 私钥生成地址的代码如下

taprootAddr, err := btcutil.NewAddressTaproot(
    schnorr.SerializePubKey(
        txscript.ComputeTaprootKeyNoScript(
            wif.PrivKey.PubKey())),
    &chaincfg.TestNet3Params)

log.Printf("Taproot testnet address: %s\n", taprootAddr.String())
// Taproot testnet address: tb1p3d3l9m5d0gu9uykqurm4n8xcdmmw9tkhh8srxa32lvth79kz7vysx9jgcr

这里嵌套了四层函数，从内到外依次是

wif.PrivKey.PubKey()：获取 WIF 密钥对的公钥
txscript.ComputeTaprootKeyNoScript：通过公钥计算得到一个 Taproot 的 Schnorr 签名公钥，类似一个转换的过程
schnorr.SerializePubKey：对公钥序列化为字节码
btcutil.NewAddressTaproot：序列化后的公钥生成 Taproot 地址

交易构建

Bitcoin 最为简单的交易即一笔输入和一笔输出的交易，它将一笔输入中的 BTC 转入到另外一个地址

随机生成转账地址：tb1pvwak065fek4y0mup9p4l7t03ey2nu8as7zgcrlgm9mdfl8gs5rzss490qd

虽然说是“简单”交易构建，实际上 Taproot 类型的交易算是比较麻烦的交易构建方式，较为简单的应该是 P2PKH 交易的构建。

构建交易之前需要获取地址的可用 UTxO，需要一个函数 GetUnspent(address string) 来得到地址的 UTxO，这里先手动填入然后返回所需要的 UTxO 的信息

func GetUnspent(address string) (*wire.OutPoint, *txscript.MultiPrevOutFetcher){
	// 交易的哈希值，并且要指定输出位置
	txHash, _ := chainhash.NewHashFromStr(
		"7282d54f485561dd21ba22a971b096eb6d0f45ed2fe6bf8c29d87cee162633b4")
	point := wire.NewOutPoint(txHash, uint32(0))

	// 交易的锁定脚本，对应的是 ScriptPubKey 字段
	script, _ := hex.DecodeString("51208b63f2ee8d7a385e12c0e0f7599cd86ef6e2aed7b9e033762afb177f16c2f309")
	output := wire.NewTxOut(int64(1000), script)
	fetcher := txscript.NewMultiPrevOutFetcher(nil)
	fetcher.AddPrevOut(*point, output)
	
	return point, fetcher
}

这里返回的是一个输出点（output point）和前置输出获取器（Fetcher）

输出点记录了 UTxO 所在的交易哈希和输出所在交易的位置（index），后续用于填充交易的输入
获取器中记录了一个映射关系，即一个输出点对应的输出是什么样的（它输出的数量和锁定脚本）

此外，发送交易之前要将地址解码并且生成 Taproot 下的 PayToAddress 脚本，该过程的实现代码如下

func DecodeTaprootAddress(strAddr string, cfg *chaincfg.Params) ([]byte, 
	error) {
	taprootAddr, err := btcutil.DecodeAddress(strAddr, cfg)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	
	byteAddr, err := txscript.PayToAddrScript(taprootAddr)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return byteAddr, nil
}

至此，可以开始一笔简单交易的构建，相比于在 Ethereum 下一个 Json 就可以完成的操作，在 Bitcoin 则是需要实例化一个空的交易体并手动填充

新建交易的输入（wire.TxIn）需要三个参数：前一输出点、签名、见证脚本（witness），构建交易时后面两者均先默认为 nil，在签名完成后才进行填充

签名和见证脚本

在通常情况下，见证脚本和签名脚本是独立的，或者说见证脚本就是一种签名，只是它独立在交易体外，并且这一部分数据也可以在很久之后被节点修剪掉。

// 默认的 version = 1
tx := wire.NewMsgTx(wire.TxVersion)

// 以前一笔交易的输出点作为输入
in := wire.NewTxIn(point, nil, nil)
tx.AddTxIn(in)

// 新建输出，支付到指定地址并填充转移多少
out := wire.NewTxOut(int64(800), byteAddr)
tx.AddTxOut(out)

然后需要对交易进行签名，签名是对交易的所有输入进行签名，即需要填入正确的解锁脚本到签名脚本或见证脚本字段中。在 Taproot 交易中，通常需要填入解锁的见证脚本。

// 获取前一笔交易
prevOutput := fetcher.FetchPrevOutput(in.PreviousOutPoint)

// 使用私钥生成见证脚本
witness, _ := txscript.TaprootWitnessSignature(tx,
    txscript.NewTxSigHashes(tx, fetcher), 0, prevOutput.Value,
    prevOutput.PkScript, txscript.SigHashDefault, wif.PrivKey)

// 填充输入的见证脚本
tx.TxIn[0].Witness = witness

// 将完成签名的交易转为 hex 形式并输出
var signedTx bytes.Buffer
tx.Serialize(&signedTx)
finalRawTx := hex.EncodeToString(signedTx.Bytes())

fmt.Printf("Signed Transaction:\n %s", finalRawTx)
// Signed Transaction: 01000000000101b4332616ee7cd8298cbfe62fed450f6deb96b071a922ba21dd6155484fd582720000000000ffffffff01200300000000000022512063bb67ea89cdaa47ef81286bff2df1c9153e1fb0f09181fd1b2eda9f9d10a0c5014011a52fdf6ccdda65359ecc9761b199e132d92bb21be059c6c5fb23e86af7152d429dde23314df0db4bcd52428acffab876b8cca1e19d2788a8382c48141b19bd00000000