作者:mjdietzx

来源:https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/psbt.md

自 0.17 版本开始, Bitcoin Core 就有了一套给 “部分签名的比特币交易(Partially Signed Bitcoin Transactions,PSBT,由 BIP 174 定义)” 准备的 RPC 接口。

PSBT 简介

PSBT 是尚未完全签好名的比特币交易的传输格式,它携带有相关的元数据,可帮助人们签名交易。它的设计初衷是简化多个参与者合作生成一笔交易的流程。这样的场景包括硬件钱包、多签名钱包和 CoinJoin 交易。

流程概述

构建一笔完整签名的比特币交易需要经历下列步骤:

  • 一位创建者提出需要创建的某一笔交易。他们构造一个 PSBT,包含特定的输入和输出,但不包含其它元数据。
  • 对每个输入,都由一位更新者为该 PSBT 加入关于被花费的 UTXO 的信息。他们也在该 PSBT 的每一个输入(可能的时候包括输出)中加入关于脚本和公钥的信息。
  • 签名者检查交易及其元数据,来决定是否同意该交易。他们可以利用来自 UTXO 的数额信息,知晓相关的价值和手续费。如果他们同意,就为自己具有相关公钥的输入生成一个部分签名。
  • 为每个输入运行一个定稿器,将部分签名和可能的脚本信息转化为一个最终的 scriptSig (脚本签名)以及/或者 scriptWitness (脚本见证数据)。
  • 抽取器从各输入已经定稿的 PSBT 中产生一笔有效的比特币交易(变成可在网络中广播的形式)。

一般来说,上述的每一个流程(除了创建者和抽取器)都会为处理中的 PSBT 加入越来越多的数据,直至所有输入都被签名。在一个粗疏的工作流中,他们必须按照顺序、一个接一个地参与,直到抽取器将 PSBT 转化为一笔真实的交易。为了允许并行操作,可以增加一个合并者,由 TA 来为同一笔未签名的交易合并来自不同 PSBT 的元数据。

上述所有加粗的名词及其角色都由 BIP174 定义。这些名词在理解背后的流程时是有帮助的,但在实际操作中,软件和硬件实现往往会同时实现多个角色。

Bitcoin Core 中的 PSBT

RPCs

  • converttopsbt (创建者可用)是一个效用型 RPC,可以将一笔未签名的原始交易转化成 PSBT 格式。它会忽略存在的签名。
  • createpsbt (创建者可用)是一个效用型 RPC,可以读取一组输入和输出,并将他们转化成一个不带其它信息的 PSBT。等价于在 createrawtransaction 之后调用 converttopsbt
  • walletcreatefundedpsbt (创建者、更新者可用)是一个钱包 RPC,会使用具体的输入和输出创建一个 PSBT。具体来说,对于该钱包已经直到的输入(识别为普通余额或观察余额的),该方法会为 PSBT 加入 UTXO 信息。对于已有 UTXO 信息的输出和输入,会加入钱包知晓的公钥和脚本信息。等价于在运行 fundrawtransactionconverttopsbt之后运行 createrawtransaction
  • walletprocesspsbt (更新者、签名者、定稿器可用)是一个钱包 RPC,取一个 PSBT 作为输入,为缺少数据的输入和输出加入 UTXO、公钥和脚本数据,还可以选择签名输入。可以做到的时候,它还会敲定部分签名。
  • utxoupdatepsbt (定稿器可用)是一个节点 RPC,取一个 PSBT 作为输入,并从 UTXO 集合中获得可用的信息来更新它(仅对 SegWit 输入可用)。
  • finalizepsbt (定稿器、抽取器可用)是一个效用型 RPC,可以敲定任何部分签名;而且,如果所有的输入都已经敲定,该方法会将结果转化为一笔完整签名的、可以使用 sendrawtransaction 在网络中广播的交易。
  • combinepsbt (合并者可用)是一个效用型 RPC,实现了合并者,它可以用在整个工作流的任一时间点,合并添加到同一个 PSBT 的不同版本中的信息。具体来说,它可用于合并来自多个更新者和签名者的输出。
  • **joinpsbts**(创建者可用)是一个效用型 RPC,可以将多个 PSBT 结合在一起,汇总输入和输出。可以用来构建 CoinJoin 交易。
  • decodepsbt 是一个诊断型效用 RPC,可以将一个 PSBT 中的所有信息以人类可读的形式表现出来,还可以计算出最终的手续费(如果 PSBT 中已有的话)。
  • analyzepsbt 是一个效用型 RPC,可以检查一个 PSBT 并报告其输入的当前状态、操作流程的下一个步骤(如果可知的话);而且,如果可行的话,它还会计算最终交易的手续费,并估计最终的重量和手续费率。

操作流程

多个 Bitcoin Core 设备参与的多签名

想要快速上手,请看《使用描述符钱包和 PSBT 的 M-of-N 多签名基本示例》。如果你用的是传统钱包,那么请继续了解这里提供的例子。

Alice、Bob 和 Carol 希望创建一个 2-of-3 的多签名地址。他们都使用 Bitcoin Core。我们假设他们的钱包中只包含多签名资金。与此同时他们各有一个个人钱包,这可以通过 Bitcoin Core 的多钱包特性来实现 —— 可能因此在使用 bitcoin-cli (命令行工具)时需要使用 rpcwallet=name 来指明调用哪个钱包。

启动:

  • 三人各使用 getnewaddress 来创建一个新地址;我们把这三个地址分别叫做 AaliceAbobAcarol
  • 三人各自调用 getaddressinfo "X" ,X 就是他们各自的地址,并记录相应的公钥;我们把这几个公钥分别叫做 KaliceKbobKcarol
  • 现在,三人可以各自运行 addmultisigaddress 2 ["Kalice","Kbob","Kcarol"] 以产生多签名脚本并告知钱包模块;这条命令所产生的多签名地址,我们叫做 Amulti。他们可以需要手动指定相同的地址类型,以免因为不同的节点设置而建构出不同版本的地址。
  • 他们还各自运行 importaddress "Amulti" "" false ,命令钱包跟踪 Amulti 所收到的支付并作为观察钱包余额。
  • 其他人可以通过运行 createmultisig 2 ["Kalice","Kbob","Kcarol"] 、检查结果是否为 Amulti 来验证这个地址。同上,可能有必要指定地址类型,才能获得匹配的地址。不过,这个命令不能用来初始化交易。
  • 他们现在可以对外给出 Amulti,作为其他人可以支付的地址。

后来,Amulti 收到 V BTC 之后,Bob 和 Carol 想把资金全部移到 Asend,没有找零。Alice 不需要参与。

  • 其中一人 —— 这里假设是 Carol —— 初始化创建流程。她运行 walletcreatefundedpsbt [] {"Asend":V} 0 {"subtractFeeFromOutputs":[0], "includeWatching":true} 。我们把这个命令所返回的 PSBT 叫做 PP 不包含任何签名。
  • Carol 需要自己签名这笔交易。为此,她运行 walletprocesspsb "P" ,然后将结果 P2 (也是一个 PSBT)交给 Bob。
  • Bob 使用 decodepsbt "P2" 来检查这个 PSBT,确认这笔交易是否有预期的输入、有一个输出给 Asend、手续费合理。如果他也同意这笔交易,他调用 walletprocesspsbt "P2" 来签名。结果是 P3,包含了 Carol 和 Bob 的签名。
  • 现在,任何一人都可以调用 finalizepsbt "P3" ,抽取出完整签名的交易 T
  • 最后,任何人都可以使用 sendrawtransaction "T" 来广播这笔交易。

在需要更多签名者参与的情形中,让所有者并行签名而不是按顺序处理可能会有一些好处。在我们的例子中,就会变成 Carol 分别给每个签名者传递 P 的拷贝;这些签名者各自调用 walletprocesspsbt "P" 来签名,最终得到各自签名的 PSBT 结构体。然后,他们将各自的 PSBT 结构体发回给 Carol(发给其他某一人也可以),由后者来运行 combinepsbt 。最后的两个步骤( finalizepsbtsendrawtransaction )保持不变。

(完)