【位元幣】公私鑰、地址、數字簽名與交易
資料整理自《精通位元幣第二版》
位元幣系統是基于密碼學的，但是與傳統意義上的加密系統不同，在位元幣系統中通信與交易的資料并沒有被加密，密碼學的運用，更多是用于證明資金的所有權，具體來看所有權，是通過公私鑰對、位元幣地址和數字簽名來實作的，
（1）公私鑰
位元幣系統中用戶的公私鑰對可在本地生成，并不需要連接到區塊鏈網路，由于非對稱加密的特性，公私鑰是成對出現的，更細致的看: 加密演算法先生成私鑰，接著由私鑰衍生出唯一的公鑰， 公鑰在進一步處理后，會成為地址，用于接收位元幣，而私鑰用于生成位元幣支付時的數字（交易）簽名，
一個用戶，可以任意生成多對公私鑰，即同一個用戶理論上可以掌握任意多的位元幣地址，錢包用于管理如此眾多的公私鑰對，類似于片夾的功能，
公私鑰生成機制：
（1）由系統隨機生成256位的二進制數，即生成了私鑰，
該程序只需要盡量保證“亂數”具有較強的隨機性，
（2）利用橢圓曲線演算法得到公鑰，
橢圓曲線演算法是一種“陷阱門”功能的函式，由私鑰推出公鑰很簡單，但是反向推導則（目前）難以短期實作，
具體的演算法是 K = k*G
其中，k為私鑰，G為生成點，K為公鑰，
所得的公鑰格式常常為：“前綴04”+“256位長的X坐標”+“256位長的Y坐標”
位元幣系統中，采用的secp256k1標準定義的一種特殊的橢圓曲線，
具體計算程序可以參考《精通位元幣 第二版》
（2）地址
理論上我們可以選擇將公鑰直接作為位元幣的“地址”，即轉賬的發起人或者收款人，但是現實是：公鑰過長會加重各節點負擔，且某些情況下交易一方非用戶，而是付款腳本，因此，需要將公鑰進一步處理成合適位長的地址，
利用單向哈希技術，公鑰進行SHA256、RIPEMD(160)之后會得到長度為160位（20個位元組）的字串，即為初始型的位元幣地址，接下來的Base58Check編碼程序，主要是將o、0、l、I等易混淆字符進行舍棄，同時會增加版本前綴、末端檢驗和，此時獲得了完整的位元幣地址，
（3）數字簽名
數字簽名，用于在不透漏私鑰的前提下證明自己擁有私鑰，位元幣中使用的數字簽名基于ECDSA（橢圓曲線數字簽名演算法），
數字簽名在位元幣中用途：
（1）證明簽名者授權資金使用；
（2）該授權證明不可否認；
（3）簽名證明交易（或交易的具體內容）在簽字后不可修改，
數字簽名生成與驗證機制：
（1）核心的創建程序
k是臨時私鑰，p是臨時公鑰；
R是臨時公鑰p的X坐標；
dA是簽名私鑰，即用戶私鑰；
m是交易資料（部分交易或者全部交易）；
注意：此處臨時公私鑰生成方式與前述相同，
（2）驗證程序
R和S是簽名值；
Qa是用戶公鑰；
m是簽署的交易資料；
G是橢圓曲線發生器點；
如果計算得到的P的x坐標與R相同，即簽名有效，
（4）交易
交易是位元幣系統的核心，系統所有的設計為了確保交易可以正確生成、傳播、驗證、入鏈，限于概念過多，此處僅介紹交易生成環節，
什么是交易？
以下是一筆交易的具體示例：
在位元幣系統中，其實是先有輸出才有的輸入，只有在新交易中合法引入UTXO，才可以構建成合法的交易，
輸入 = 之前的未被花費的輸出（UTXO，Unspent Transaction Outputs）
那 如何驗證輸入合法？
通過查找txid找到區塊鏈中之前的UTXO，
可知，引入的UTXO中包含0.1BTC以及一個“鎖定腳本(scriptPubKey)”，
普遍情況下鎖定腳本包括 PubKHash ，
所以，當新的交易使用正確的“解鎖腳本”引入該UTXO時，才能算合法引入，
如下紅線中所示，即為引入該UTXO時提供的“解鎖腳本”，也就對應于上圖中sig欄位：
總結
在位元幣系統中，從一個交易產生、發送、驗證的角度來看，依次進行以下行為：
（1）用戶獨立生成若干公私鑰對，并產生同樣多個數的位元幣地址，
（2）當用戶要進行轉賬時，會構建一筆交易，交易的輸入部分為：該地址UTXO對應的交易id、解鎖該UTXO的腳本，輸出部分為：金額、鎖定腳本（即新的UTXO），
注意：解鎖腳本一般包括數字簽名和公鑰兩部分，特別的多入型交易中，需要針對不同的輸入地址生成不同的數字簽名，構建成功的交易整體，不需要再進行加密，
（3）交易產生后，通過區塊鏈網路進行傳播與分發，
（4）網路中接收到交易的其他節點會對該交易進行驗證，確保用戶在花費自己的BTC，驗證程序包括：通過每一筆輸入的txid獲得UTXO的具體細節，獲取鎖定腳本，驗證新交易中提供的解鎖腳本與之前的鎖定腳本是否匹配，如果回傳True，即確認該新交易有效，否則，丟棄，
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