go语言实现简易比特币系统之交易签名及校验功能_Golang

介绍
签名
校验
拷贝交易
最后

介绍

签名的输入：

待签名的交易数据，包括输入和输出
引用的UTXO信息
私钥

签名的输出：

数字数字签名
公钥

签名的目的

证明交易所引用的UTXO的确属于付款人
证明交易的所有数据的确是付款人提供的，且未被修改过

签名中需要的数据

UTXO中的PubKeyHash，这描述了付款人
新生成UTXO中的PubKeyHash，这描述了收款人
由于每一笔交易都可能引用多个UTXO，因为多个UTXO可能存在于多条交易中。所以我们需要遍历所以的引用交易，并对他们逐个签名

签名过程

用解锁脚本解锁对应的UTXO锁定脚本

签名

				?

									//签名的具体实现, 参数：私钥，inputs里面所有引用的交易的结构map[string]Transaction

									func (tx *Transaction) Sign(privateKey *ecdsa.PrivateKey, prevTXs map[string]Transaction){

									    //1. 创建一个当前交易的副本：txCopy，使用函数：TrimmedCopy：要把Signature和PubKey字段设置为null

									    //2. 循环遍历txCopy的inputs，得到这个input索引的output的公钥哈希

									    //3. 生成签名的数据，要签名的数据一定是哈希值

									        //a. 我们对每一个input都签名一次，签名的数据是由当前input引用的output的哈希+当前的outputs（都存在当前这个txCopy里面）

									        //b. 对拼好的txCopy进行哈希处理，SetHash得到TXID，这个TXID就是我们要签名的最终数据

									    //4. 执行签名动作，得到r,s字节流

									    //5. 放到我们签名的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("引用的交易无效\n")

									        }

									        //不要对input进行赋值，这是一个副本，要对txCopy.TXInput[xx]进行操作，否则无法把pubKeyHash传进来

									        txCopy.TXInputs[i].PubKey = prevTX.TXOutputs[input.Index].PubKeyHash

									        //3.

									        //ab.

									        //所需要的三个数据都具备了，开始做哈希处理

									        txCopy.SetHash()

									        //还原，以免影响后面的input签名

									        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

									    }

									}

校验

				?

									func (tx *Transaction) Verify (prevTXs map[string]Transaction) bool{

									    if tx.IsCoinbase(){

									        return true

									    }

									    //1. 得到签名的数据

									    //2. 得到signature，反退回r,s

									    //3. 拆解PubKey, X,Y得到原生公钥

									    //4. Verify

									    //1.

									    txCopy := tx.TrimmedCopy()

									    for i, input := range tx.TXInputs{

									        prevTX := prevTXs[string(input.Txid)]

									        if len(prevTX.TXID) == 0{

									            log.Panic("引用的交易无效\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，前半部分给X，后半部分给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

									}

拷贝交易

				?

									//拷贝方法，用来引用交易

									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}

									}