BIP-174: PSBT 部分簽章交易格式

BIP 編號

174

類型

Standards Track

狀態

Proposed

創建日期

2017-07-12

摘要

PSBT（Partially Signed Bitcoin Transaction）定義了一種二進制格式，用於在多個參與方之間傳遞未完成簽名的比特幣交易。這對於硬體錢包、多簽錢包和離線簽名工作流程至關重要。

動機

在比特幣交易簽名過程中，經常需要多方參與：

• 硬體錢包：需要在離線設備上簽名
• 多簽錢包：需要多個簽名者依次簽名
• CoinJoin：需要多方協調輸入和輸出
• 空氣隔離：需要通過二維碼或 USB 傳輸交易

PSBT 提供了一個標準格式，讓不同的錢包軟體可以互通操作。

PSBT 結構

一個 PSBT 由三個主要部分組成：

全局數據 (Global)

包含整個交易的通用信息，如未簽名的原始交易、擴展公鑰等。這些數據對所有輸入和輸出都適用。

輸入數據 (Inputs)

每個輸入的詳細信息，包括前一筆交易、贖回腳本、見證腳本、簽名、BIP-32 派生路徑等。

輸出數據 (Outputs)

每個輸出的詳細信息，包括贖回腳本、見證腳本、BIP-32 派生路徑等。這對於找零地址的驗證很重要。

二進制格式

PSBT 使用鍵值對格式存儲數據：

<psbt> := <magic> <global-map> <input-map>* <output-map>*

<magic> := 0x70736274 0xFF  ("psbt" + 分隔符)

<map> := <keypair>* 0x00

<keypair> := <key> <value>
<key> := <keylen> <keytype> <keydata>
<value> := <valuelen> <valuedata>

重要字段類型

全局字段

類型	名稱	描述
0x00	UNSIGNED_TX	未簽名的原始交易（必需）
0x01	XPUB	擴展公鑰和其主指紋及路徑
0xFB	VERSION	PSBT 版本號

輸入字段

類型	名稱	描述
0x00	NON_WITNESS_UTXO	非 SegWit 輸入的完整前置交易
0x01	WITNESS_UTXO	SegWit 輸入的 UTXO 資訊
0x02	PARTIAL_SIG	部分簽名（公鑰 → 簽名）
0x03	SIGHASH_TYPE	簽名哈希類型
0x04	REDEEM_SCRIPT	P2SH 的贖回腳本
0x05	WITNESS_SCRIPT	P2WSH 的見證腳本
0x06	BIP32_DERIVATION	公鑰的 BIP-32 派生路徑
0x07	FINAL_SCRIPTSIG	最終的 scriptSig
0x08	FINAL_SCRIPTWITNESS	最終的見證數據

工作流程

PSBT 定義了明確的角色和處理流程：

創建者 (Creator)
    │
    ▼ 創建空白 PSBT
更新者 (Updater)
    │
    ▼ 添加 UTXO 信息、腳本、派生路徑
簽名者 (Signer)
    │
    ▼ 使用私鑰產生簽名
組合者 (Combiner)
    │
    ▼ 合併多個部分簽名的 PSBT
完成者 (Finalizer)
    │
    ▼ 生成最終的 scriptSig 和見證
提取者 (Extractor)
    │
    ▼ 提取完整的簽名交易

角色說明

創建者 (Creator)

創建包含未簽名交易的 PSBT。設置輸入和輸出，但不填充任何簽名數據。

更新者 (Updater)

添加簽名所需的信息：UTXO 數據、贖回腳本、見證腳本、BIP-32 派生路徑等。可以有多個更新者，每個添加自己知道的信息。

簽名者 (Signer)

驗證 PSBT 數據，使用私鑰產生簽名，將簽名添加到對應輸入的 PARTIAL_SIG 字段。簽名者可以是硬體錢包或軟體錢包。

組合者 (Combiner)

將多個部分簽名的 PSBT 合併成一個。對於多簽交易，這一步驟收集所有需要的簽名。

完成者 (Finalizer)

使用收集的簽名構建最終的 scriptSig 和見證數據。這一步驟確保所有輸入都有完整的解鎖腳本。

提取者 (Extractor)

從完成的 PSBT 中提取可廣播的原始交易。這是工作流程的最後一步。

實際應用範例

硬體錢包簽名

# 1. 軟體錢包創建 PSBT
bitcoin-cli walletcreatefundedpsbt '[]' '[{"bc1q...": 0.01}]'

# 2. 導出為 Base64 格式
bitcoin-cli walletprocesspsbt "cHNidP8B..."

# 3. 在硬體錢包上簽名（通過 USB 或二維碼傳輸）

# 4. 導入已簽名的 PSBT
bitcoin-cli finalizepsbt "cHNidP8B..."

# 5. 廣播交易
bitcoin-cli sendrawtransaction "0200000001..."

2-of-3 多簽工作流程

# 協調者創建 PSBT
psbt_base64 = create_psbt(inputs, outputs)

# 簽名者 A 簽名
psbt_signed_a = signer_a.sign(psbt_base64)

# 簽名者 B 簽名（可以並行進行）
psbt_signed_b = signer_b.sign(psbt_base64)

# 組合兩個簽名
psbt_combined = combine([psbt_signed_a, psbt_signed_b])

# 完成並提取交易
final_tx = finalize_and_extract(psbt_combined)

安全優勢

PSBT 讓簽名者可以在離線環境中驗證交易的完整細節：發送金額、接收地址、手續費等，然後再決定是否簽名。這大大降低了被惡意軟體欺騙簽署意外交易的風險。

PSBT 版本 2

BIP-370 定義了 PSBT 版本 2，增加了新功能：

• 更好的構建過程，可以在不知道所有輸入的情況下添加輸出
• 支持交易修改器角色
• 更靈活的 CoinJoin 和 PayJoin 支持

相關 BIP

• BIP-32：階層式確定性錢包
• BIP-44：多帳戶 HD 錢包
• BIP-141：隔離見證
• BIP-370：PSBT 版本 2