区块链进阶之交易

通过之前的文章，大家对区块链已经有了基本了解，不但了解了区块链的发展历史，而且也学会了怎样使用钱包，怎样通过交易所购买区块链资产，最重要的是理解了区块链的私钥、地址相关概念。

至此，你对区块链的了解已经超越了80%以上的人。 但，只懂得以上这些知识距离精通区块链还有很遥远的距离。今天，就带大家学习一下区块链世界里最重要的概念交易，相信通过今天的学习，你对区块链的理解会更加深刻。

01 为什么交易很重要？

区块链是21世纪最伟大的技术革命，虽然以比特币为代表的区块链技术已经发了8年多，但距离区块链大面积应用还需要很长的时间，这一切都刚刚开始。现在是学习区块链的绝佳时机，每个人都可以抓住，只要你愿意。

回到正题，我们一块来学习区块链世界里最重要的概念--交易。

在区块链里，交易是最重要的概念，其它都是为了确保交易可以被生成、能在网络中得以传播和通过验证，并最终添加入交易总账簿中（区块链）。

交易的本质其实是数据库结构。这些数据结构里包含交易参与价值转移的相关信息。由于区块链是全球复式记总账簿，因此每笔交易都是区块链上的一个公开记录。

以比特币为例，比特币从2009年1月4到现在的每一笔记录都被记录在区块链上，任何人有可以查看。为了使大家方便理解，我们通过blockchain.info这个网站来直观的了解一下交易。

下图是比特币在2017年11月7日10：27最新的区块，当前区块的高度是493405。对于区块的高度大家可以理解为积木的高度，后面我会专门给大家介绍区块、区块链的概念。

以下是当前区块里包含的部分交易信息。有兴趣的朋友可以访问blockchain.info亲身体验一下。

02 交易的生命周期

在比特币中，交易的本质其实是一个有着货币转移目的的工具，与现实世界中的支票比较类似。当然由于比特币的核心功能是货币，因此交易信息里只包含了交易相关信息。

一笔完整的交易过程需要经过创建、传播、验证、添加到区块中四个环节。

一旦一笔比特币交易被创建，它会被资金所有者签名，如果这笔交易的签名是合法的，则这笔交易是有效的，这笔交易包含了转移资金的所需的所有信息。

一笔比特币交易只有300-400个字节的数据，它会被发送到成千上万的比特币任意节点中。由于交易是经过持有者签名不包含任何加密信息、私钥和密码，因此它可以被任何潜在的便利网络公开传播。

由于交易是一个数据结构，因此可以通过任何网络进行交易的传输，本质上是任何人都不可能阻止交易的创建。

03 交易工作原理

在比特币系统中，交易的基本使用单位是是一个交易输出，简称UTXO。UXTO是一个被持有者锁定在比特币网络中的比特币货币单位。

在比特币世界里没有账户的概念，也没有余额，只有分散到区块链网络里的UTXO。

被交易消耗的UTXO被称为交易输入，由交易创建的UTXO被称为交易输出。通过这种方式，一定量的比特币价值在不同所有者之间转移，并在交易链中消耗和创建UTXO。一笔比特币交易通过使用所有者的签名来解锁UTXO，并通过使用新的所有者的比特币地址来锁定并创建UTXO。

比特币在实际使用中会使用不同的策略满足付款的需求。如果交易所需量比UTXO大，系统会自动组合若干个小的个体，并算出准确的找零。如果交易所需比UTXO小，系统会使用一个较大的UTXO并进行找零。所有这些操作都是比特币钱包完成的，只有你需要编程方式使用UTXO构建交易时，你才需要进行UTXO操作。

大多数交易都包含交易费，这是为了保证网络安全给矿工的一种补偿。交易费是基于交易的尺寸，用千字节来计算的，而不是比特币的价值。

举两个例子：

咖啡店的例子：
Alice在咖啡店的交易。Alice想为咖啡支付0.015比特币。为了确保这笔交易能立即被处理，Alice想支付一笔交易费，比如说0.001。这意味着总交易成本会变成0.016。因此她的钱包需要凑齐0.016或更多的UTXO。如果需要，还要加上找零。我们假设他的钱包有一个0.2比特币的UTXO可用。他的钱包就会消耗掉这个UTXO，创造一个新的0.015的输出给Bob的咖啡店，另一个0.184比特币的输出作为找零回到Alice拥有的钱包，并留下未分配的0.001比特币内含在交易中。

菲律宾的儿童募捐：
在菲律宾的儿童募捐项目主管，完成了一次为孩子购买教材的筹款活动。她在世界范围内接收到了好几千个小数额的捐款，总额是50比特币。所以她的钱包塞满了非常小的UTXO。现在她想用比特币从本地的一家出版商购买几百本的教材。

现在Eugenia的钱包应用想要构造一个单笔大额付款交易，它必须从可用的、由很多小数额构成的大的UTXO集合中寻求钱币来源。这意味着交易的结果是从上百个小数额的UTXO中作为输入，但只有一个输出用来付给出版商。输入数量这么巨大的交易会比一千字节要大，也许总尺寸会达到两至三千字节。结果是它需要更高的交易费来满足0.0001比特币的网络费。

至此，我们已经学了区块链世界里最重要的概念-交易，后面我们会围绕着交易继续学习区块、区块链、共识机制、P2P网络。

注：本文部分内容参照了《mastering bitcoin》，感谢Andreas M. Antonopoulos对区块链世界的贡献，期待他的新作《mastering Ethereum》，也欢迎大家在亚马逊预定。