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nSequence
深入了解 Bitcoin 交易輸入的 nSequence 字段，其在 RBF、時間鎖和相對鎖定中的應用。
12 分鐘
什麼是 nSequence？
nSequence 是每個交易輸入的 32 位字段，最初設計用於交易替換， 後來被重新定義用於 RBF（Replace-By-Fee）信號和相對時間鎖（BIP-68）。
nSequence 演進
| 時期 | 用途 |
|---|---|
| 最初設計 | 交易替換（已棄用） |
| BIP-68（2016） | 相對時間鎖 |
| BIP-125（2015） | RBF 選擇性加入 |
字段結構
nSequence 32 位結構：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Bit 31 │ Bit 22 │ Bits 21-16 │ Bits 15-0 │
│ Disable│ Type │ Reserved │ Value │
│ Flag │ Flag │ │ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
Bit 31（Disable Flag）:
├── 1 = 禁用相對時間鎖（BIP-68 不適用）
└── 0 = 啟用相對時間鎖
Bit 22（Type Flag）:
├── 1 = 以 512 秒為單位的時間鎖
└── 0 = 以區塊數為單位
Bits 15-0（Value）:
├── 時間鎖值
└── 最大 65535（區塊或 512 秒單位）
特殊值：
├── 0xFFFFFFFF (4294967295) = 禁用 RBF 和相對鎖
├── 0xFFFFFFFE (4294967294) = 禁用相對鎖，啟用 RBF
└── < 0xFFFFFFFE = 啟用 RBFRBF 信號
RBF（Replace-By-Fee）信號規則：
任何輸入的 nSequence < 0xFFFFFFFE 時：
└── 交易被標記為可替換（BIP-125）
常用值：
├── 0xFFFFFFFD = 啟用 RBF，禁用相對鎖
├── 0xFFFFFFFE = 禁用 RBF，禁用相對鎖
└── 0xFFFFFFFF = 禁用 RBF，禁用相對鎖（最終）
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ nSequence 值 │ RBF │ 相對時間鎖 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 0xFFFFFFFF │ 否 │ 否（禁用） │
│ 0xFFFFFFFE │ 否 │ 否（禁用） │
│ 0xFFFFFFFD │ 是 │ 否（禁用） │
│ 0x00000000 - 0xEFFF │ 是 │ 是（區塊） │
│ 0x00400000 - 0x40EF │ 是 │ 是（時間） │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘# 創建可替換交易
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "abc...", "vout": 0, "sequence": 4294967293}
]' '[{"bc1q...": 0.5}]'
# 4294967293 = 0xFFFFFFFD（啟用 RBF）
# 使用 send 命令啟用 RBF
bitcoin-cli send '[{"bc1q...": 0.5}]' null "unset" null '{"replaceable": true}'
# 檢查交易是否可替換
bitcoin-cli getmempoolentry "txid" | jq '.bip125-replaceable'相對時間鎖
BIP-68 相對時間鎖：
當 Bit 31 = 0 時，nSequence 定義相對鎖定：
區塊高度鎖定（Bit 22 = 0）：
├── 值 = 區塊數
├── 最大 65535 區塊（約 455 天）
└── 輸入必須等待 N 個區塊確認
時間鎖定（Bit 22 = 1）：
├── 值 = 512 秒單位數
├── 最大 65535 × 512 秒（約 388 天）
└── 輸入必須等待 N × 512 秒
示例：
├── 0x00000001 = 等待 1 個區塊
├── 0x00000006 = 等待 6 個區塊
├── 0x00400001 = 等待 512 秒
├── 0x0040000C = 等待 6144 秒（~1.7 小時）
└── 0x80000000 = 禁用（Bit 31 = 1）# 計算 nSequence 值
# 區塊相對鎖定
def block_sequence(blocks: int) -> int:
"""區塊數相對鎖定"""
assert 0 < blocks <= 0xFFFF
return blocks
# 時間相對鎖定
def time_sequence(seconds: int) -> int:
"""時間相對鎖定（512 秒為單位）"""
units = (seconds + 511) // 512 # 向上取整
assert 0 < units <= 0xFFFF
return (1 << 22) | units # 設置 Bit 22
# 示例
print(hex(block_sequence(6))) # 0x6 - 等待 6 區塊
print(hex(time_sequence(3600))) # 0x400007 - 等待約 1 小時
# 禁用相對鎖定
SEQUENCE_FINAL = 0xFFFFFFFF
SEQUENCE_LOCKTIME_DISABLE_FLAG = (1 << 31)OP_CHECKSEQUENCEVERIFY
OP_CHECKSEQUENCEVERIFY (CSV) - BIP-112
用途：在腳本中強制執行相對時間鎖
工作原理：
1. 從堆棧取值作為要求的 sequence
2. 比較交易輸入的 nSequence
3. 如果 nSequence 不滿足要求，驗證失敗
示例腳本：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ <6> OP_CHECKSEQUENCEVERIFY OP_DROP OP_CHECKSIG │
│ │
│ 含義：必須等待 6 個區塊確認後才能花費 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
比較規則：
├── 類型必須匹配（都是區塊或都是時間）
├── 實際 sequence >= 要求的 sequence
└── 禁用標誌必須一致 # 創建帶 CSV 的腳本
# P2WSH 腳本：10 區塊後可花費
# OP_10 OP_CSV OP_DROP OP_CHECKSIG
script="5ab27521$(pubkey)ac"
# 使用 miniscript 表示
# and_v(v:older(10),pk(key))
# 在交易中設置 sequence
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "...", "vout": 0, "sequence": 10}
]' '[{"bc1q...": 0.5}]' 閃電網路應用
閃電網路中的 nSequence 使用：
1. HTLC 超時
├── 使用 CSV 設置 HTLC 超時
├── 防止過早取回資金
└── 給對方足夠時間提供原像
2. 懲罰交易延遲
├── to_local 輸出有 CSV 延遲
├── 典型值：144 區塊（~1 天）
└── 給對方時間發現作弊並懲罰
3. 承諾交易結構
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 本地輸出（to_local）： │
│ OP_CHECKSIG │
│ OP_IFDUP OP_NOTIF │
│ OP_CSV OP_DROP │
│ OP_CHECKSIG │
│ OP_ENDIF │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
4. 錨點輸出
├── 使用 1 區塊 CSV
└── 防止第三方搶占 實用範例
# 範例 1：創建 RBF 可替換交易
# 使用低 sequence 值
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "abc...", "vout": 0, "sequence": 4294967293}
]' '[{"bc1q...": 0.5}]'
# 替換交易（提高手續費）
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "abc...", "vout": 0, "sequence": 4294967293}
]' '[{"bc1q...": 0.499}]' # 更低金額 = 更高手續費
# 範例 2：創建相對時間鎖交易
# 等待 6 個區塊
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "abc...", "vout": 0, "sequence": 6}
]' '[{"bc1q...": 0.5}]'
# 等待 1 小時（7 × 512 秒）
bitcoin-cli createrawtransaction '[
{"txid": "abc...", "vout": 0, "sequence": 4194311}
]' '[{"bc1q...": 0.5}]'
# 4194311 = 0x400007 = (1 << 22) | 7# 解析 nSequence 值
def parse_sequence(seq: int) -> dict:
"""解析 nSequence 字段"""
DISABLE_FLAG = 1 << 31
TYPE_FLAG = 1 << 22
VALUE_MASK = 0xFFFF
if seq >= 0xFFFFFFFE:
return {
"rbf": seq < 0xFFFFFFFF,
"relative_lock": False,
"final": seq == 0xFFFFFFFF
}
disabled = bool(seq & DISABLE_FLAG)
if disabled:
return {
"rbf": True,
"relative_lock": False
}
is_time = bool(seq & TYPE_FLAG)
value = seq & VALUE_MASK
return {
"rbf": True,
"relative_lock": True,
"type": "time" if is_time else "blocks",
"value": value,
"seconds": value * 512 if is_time else None,
"blocks": value if not is_time else None
}
# 示例
print(parse_sequence(0xFFFFFFFF)) # final, no RBF
print(parse_sequence(0xFFFFFFFD)) # RBF enabled
print(parse_sequence(6)) # 6 blocks relative lock
print(parse_sequence(0x400007)) # ~1 hour time lock與 nLockTime 的關係
nSequence vs nLockTime：
nLockTime（交易級別）：
├── 絕對時間鎖
├── 區塊高度或 Unix 時間戳
├── 需要所有輸入的 nSequence < 0xFFFFFFFF
└── 使用 OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY 腳本驗證
nSequence（輸入級別）：
├── 相對時間鎖
├── 相對於 UTXO 確認的時間
├── 每個輸入可以不同
└── 使用 OP_CHECKSEQUENCEVERIFY 腳本驗證
組合使用：
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 場景：2024年後 + 確認後 1 週才能花費 │
│ │
│ nLockTime: 1704067200（2024-01-01 的 Unix 時間戳） │
│ nSequence: 1008（約 1 週的區塊數） │
│ │
│ 腳本： │
│ <1704067200> OP_CLTV OP_DROP │
│ <1008> OP_CSV OP_DROP │
│ OP_CHECKSIG │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘ 常用值參考
| nSequence | 十六進制 | 含義 |
|---|---|---|
| 4294967295 | 0xFFFFFFFF | 最終（無 RBF，無相對鎖） |
| 4294967294 | 0xFFFFFFFE | 無 RBF，無相對鎖，啟用 nLockTime |
| 4294967293 | 0xFFFFFFFD | 啟用 RBF，無相對鎖 |
| 1 | 0x00000001 | 相對鎖：1 區塊 |
| 144 | 0x00000090 | 相對鎖：~1 天 |
| 4194305 | 0x00400001 | 相對鎖：512 秒 |
總結
- ✓ RBF 信號：nSequence < 0xFFFFFFFE 啟用替換
- ✓ 相對鎖：BIP-68 定義基於區塊或時間的鎖定
- ✓ CSV：OP_CHECKSEQUENCEVERIFY 腳本驗證
- ⚠ 注意：與 nLockTime 配合使用更強大
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