交易 (Transaction) - 術語詞典

比特幣交易是一種數據結構，描述比特幣從輸入（來源）轉移到輸出（目的地）的過程。交易是比特幣系統的核心——所有比特幣的移動都通過交易完成。

交易結構

一筆典型的比特幣交易包含以下部分：

交易 = {
  version:    4 bytes    // 版本號（目前多為 1 或 2）
  marker:     1 byte     // SegWit 標記（0x00，僅限 SegWit）
  flag:       1 byte     // SegWit 標誌（0x01，僅限 SegWit）
  tx_in_count:           // 輸入數量（變長整數）
  tx_in:      []         // 輸入列表
  tx_out_count:          // 輸出數量（變長整數）
  tx_out:     []         // 輸出列表
  witness:    []         // 見證資料（僅限 SegWit）
  lock_time:  4 bytes    // 鎖定時間
}

輸入結構（tx_in）

每個輸入引用一個要花費的 UTXO：

欄位	大小	說明
prev_txid	32 bytes	前序交易的 ID（反序）
prev_vout	4 bytes	輸出索引（從 0 開始）
script_length	變長	解鎖腳本長度
scriptSig	變長	解鎖腳本（簽名等）
sequence	4 bytes	序列號（用於 RBF、時間鎖）

輸出結構（tx_out）

每個輸出創建一個新的 UTXO：

欄位	大小	說明
value	8 bytes	金額（satoshi，小端序）
script_length	變長	鎖定腳本長度
scriptPubKey	變長	鎖定腳本（定義花費條件）

交易範例解析

一筆簡單的 1 輸入 2 輸出交易：

原始交易 (hex):
0200000001a1b2c3...（輸入）...d4e5f6...（輸出）...00000000

解析後:
{
  "txid": "7f4a2b...",
  "version": 2,
  "size": 225,
  "vsize": 225,
  "weight": 900,
  "locktime": 0,

  "vin": [{
    "txid": "a1b2c3d4...",      // 花費哪筆交易
    "vout": 0,                   // 花費第幾個輸出
    "scriptSig": {
      "asm": "3044...01 02a1b2..."  // 簽名 + 公鑰
    },
    "sequence": 4294967295
  }],

  "vout": [
    {
      "value": 0.5,              // 支付給收款方
      "n": 0,
      "scriptPubKey": {
        "type": "witness_v0_keyhash",
        "address": "bc1q..."
      }
    },
    {
      "value": 0.4999,           // 找零
      "n": 1,
      "scriptPubKey": {
        "type": "witness_v0_keyhash",
        "address": "bc1q..."
      }
    }
  ]
}

交易類型

按功能分類

類型	說明	特點
Coinbase	區塊獎勵交易	無輸入，由礦工創建
標準支付	P2PKH/P2WPKH	最常見的轉帳類型
多重簽名	需多個金鑰	用於共管資金
時間鎖	延遲可花費	用於遺產規劃等
OP_RETURN	資料嵌入	輸出不可花費

按地址格式分類

類型	地址前綴	說明
P2PKH	1…	傳統地址
P2SH	3…	腳本地址
P2WPKH	bc1q…	原生 SegWit
P2WSH	bc1q…（較長）	SegWit 腳本
P2TR	bc1p…	Taproot

交易 ID（TXID）

每筆交易都有唯一的識別碼：

TXID = SHA256(SHA256(raw_transaction))
     = reverse(32-byte result)

注意：
- TXID 是交易內容的雜湊，內容變 = TXID 變
- 在區塊瀏覽器顯示時是反序（大端序）
- SegWit 引入 WTXID（包含見證資料的雜湊）

TXID vs WTXID

標識符	計算範圍	用途
TXID	不含 witness	傳統交易識別
WTXID	含 witness	SegWit 交易完整識別

交易費用計算

手續費 = 輸入總額 - 輸出總額

費率計算（SegWit）：
費用 = vsize × sat/vB

vsize = (weight + 3) / 4
weight = (non-witness × 4) + witness

例如：
非見證資料：100 bytes → 400 WU
見證資料：50 bytes → 50 WU
總重量：450 WU
vsize：113 vB
費率 10 sat/vB → 費用 1130 sat

交易大小估算

交易類型	典型 vsize
P2PKH 1→2	~226 vB
P2WPKH 1→2	~141 vB
P2WPKH 2→2	~208 vB
P2TR 1→2	~154 vB

交易生命週期

1. 創建交易
   ├── 選擇輸入（UTXO）
   ├── 設定輸出（收款 + 找零）
   └── 計算手續費

2. 簽名
   ├── 對每個輸入簽名
   └── 產生 scriptSig / witness

3. 廣播
   ├── 發送到連接的節點
   └── 節點驗證並轉發

4. 記憶池等待
   ├── 交易進入 mempool
   └── 等待礦工選中

5. 區塊確認
   ├── 礦工打包到區塊
   ├── 區塊被網路接受
   └── 獲得確認（1, 2, 3...）

6. 深度確認
   └── 6+ 確認 = 高度安全

進階交易功能

RBF（Replace-By-Fee）

允許用更高手續費替換未確認交易：

啟用條件：sequence < 0xfffffffe

原始交易：
  input sequence: 0xfffffffd (RBF 啟用)
  fee: 1000 sat

替換交易：
  相同輸入
  fee: 2000 sat (必須更高)
  輸出可以修改

時間鎖（Locktime）

nLocktime 欄位：
- 0：立即可確認
- < 500,000,000：區塊高度
- ≥ 500,000,000：Unix 時間戳

例如：
locktime: 800000 → 區塊 800000 後才能確認
locktime: 1704067200 → 2024-01-01 後才能確認

批量交易

將多筆支付合併成一筆交易：

一般交易（3 筆支付）：
交易1: 1輸入→2輸出 (141 vB)
交易2: 1輸入→2輸出 (141 vB)
交易3: 1輸入→2輸出 (141 vB)
總計: 423 vB

批量交易：
交易: 1輸入→4輸出 (175 vB)
節省: 約 60%

交易驗證

節點收到交易後進行以下驗證：

格式驗證
- 交易大小 ≤ 400,000 WU
- 輸入/輸出數量 > 0
- 輸出金額 ≥ 0 且總和不溢位
UTXO 驗證
- 所有輸入引用的 UTXO 存在
- UTXO 未被花費
腳本驗證
- scriptSig + scriptPubKey 執行成功
- 簽名有效
金額驗證
- 輸入總額 ≥ 輸出總額
- 差額為手續費
共識規則
- 符合當前啟用的 BIP
- 時間鎖條件滿足

特殊交易

Coinbase 交易

每個區塊的第一筆交易，創建新比特幣：

特點：
- 無輸入（prev_txid 全為 0）
- 可包含任意資料（最多 100 bytes）
- 輸出需等待 100 個區塊才能花費
- 金額 = 區塊獎勵 + 區塊內所有手續費

OP_RETURN 交易

在區塊鏈上永久存儲資料：

輸出腳本：
OP_RETURN <data>

特點：
- 輸出金額通常為 0
- 不可花費（可證明銷毀）
- 最多 80 bytes 資料
- 用於時間戳、協議標記等

開發者資源

Bitcoin Core RPC

# 解碼原始交易
bitcoin-cli decoderawtransaction <hex>

# 創建原始交易
bitcoin-cli createrawtransaction '[{"txid":"...","vout":0}]' '{"address":0.1}'

# 簽名交易
bitcoin-cli signrawtransactionwithwallet <hex>

# 廣播交易
bitcoin-cli sendrawtransaction <hex>

常用工具

區塊瀏覽器：mempool.space, blockstream.info
交易構建：bitcoinjs-lib, python-bitcoinlib
簽名工具：硬體錢包, Bitcoin Core