说到脚本有一个关键词是一定要提到的,那就是堆栈。不过至于什么是堆栈,因篇幅过长,员外就不在这儿赘述了,感兴趣的朋友可以自行谷歌。
在堆栈语言里执行一个脚本,只需要一个堆栈来垒积数据,不需要分配任何内存与变量,因此,堆栈语言中的计算和理解这门语言会相当容易。总共有两类指令:数据指令和工作码指令。数据指令的作用是把数据推到堆栈的最上面;工作码指令则通常是用堆栈顶部的数据作为输入值,用来计算一个函数,也就是用代码做了一件事情。
在上一篇中提到了一小段代码,如下:
<sig>
<pubKey>
------------------
OP_DUP
OP_HASH160
<pubKeyHash?>
OP_EQUALVERIFY
OP_CHECKSIG
然后员外就这段代码来说一下是如何执行的,我们来看图说话,在图中展示了每一条指令执行后的堆栈状态。脚本中的前两条指令属于数据指令,分别是输入脚本中的签名和用来验证签名的公钥。上面员外说过,一看到数据指令,系统就把它堆到堆栈最上面。后面几个指令是输出脚本里的指令。
首先,我们复制指令OP_DUP,这一步仅仅是将堆栈最上层的公钥复制,并置于堆栈最上层;下一个指令是OP_HASH160,该指令取得堆栈最上层的数据,并计算其哈希值,然后将结果再堆到堆栈最上层。当指令执行完成后,我们将堆栈最上层的公钥替换成了公钥的哈希值。
接下来,我们还要在堆栈顶层再推送一些数据,数据中包含该笔交易发送者指定公钥的哈希值以及对应的私钥,这样才可完成签名,获得比特币。此时,堆栈顶部有两个数值,一个是发送者指定的公钥的哈希值,另一个是接收者想要获得比特币时提交的公钥的哈希值。
这个时候,我们就要执行EQUALVERIFY
命令了,这个命令是用来检查堆栈顶部两个数值是否相等的。如果不相等,就会抛出一个失败信号,并且停止执行脚本。不过现在我们假设其相等,也就代表着接收者使用的是正确的公钥。这条指令会移除堆栈顶部的两条数据,这时,堆栈还剩下两个数据:公钥以及签名。
现在已经证实接收者使用的公钥确实就是交易里指定的公钥,但现在我们必须证实这个签名是真的。这时,使用OP_CHECKSIG指令即可。这里我们可以看出比特币的脚本语言虽然简单,但很强大。它只用OP_CHECKSIG
就能实现一个很复杂的事情:移除堆栈里两个数值,然后用公钥来证实整个交易的签名是真的。
但这里的签名究竟是对什么的签名?签名函数的输入是什么?实际上,在比特币中,我们只可以对一个事情进行签名——就是整个交易。所以,CHECKSIG
指令从堆栈中取出两个数据(公钥以及签名),并验证签名对于整个交易(使用对应公钥发起的交易)来说是有效的。现在我们完成了所有的指令,堆栈里面什么也不剩。假设没有碰到任何差错的话,这个脚本的输出就是一个“真”表示这个交易是正当有效的。
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