Вычисление идентификатора транзакции

Это вторая публикацией из цикла статей объясняющих устройство блокчейна. Первую я публиковал на стиме т.к. голоса ещё не было. В ней я рассказал как вычислить биткоин адрес по известному публичному ключу.

Рассмотрим вычисление идентификатора транзакции на примере самой первой транзакции из блокчейна биткоина. В этой транзакции на кошелек сатоши начисляется 50 биткоинов. Но сначала рассмотрим, что же в ней содержится.

Каждая транзакция состоит из одного или нескольких входов и из одного или нескольких выходов.

Все транзакции кроме транзакции генерации новых биткоинов в качестве входов используют выходы более ранних транзакций.

Структура входа транзакции следующая:
TxOutHash (32 байта) – идентификатор транзакции содержащей используемый выход
TxOutIndex (4 байта) – порядковый номер используемого выхода внутри транзакции
Script length (от 1 до 9 байт, 1 байт в случае числа меньше 253) - длинна скрипта в байтах
Script (длинна определеятся по script length) - скрипт;
Sequence (4 байта) – порядковый номер этого входа начиная с нуля

Для транзакции генерации биткоинов нет входа (предыдущей транзакции), по этому в качестве TxOutHash будет использоваться 0 а в качестве TxOutIndex 2^32-1 (что в другом прочтении можно считать -1). Скрипт содержит помещение произвольные байт в стек (не совсем так но об этом в другой раз).

Когда сатоши создавал первый блок он хотел поместить в него доказательство того, что блок был создан не раньше 03/01/2009 поэтому cкрипт первой транзакции создания монет кладёт в стек 3 значения третье из которых заголовок The Times от 03/01/2009:
"The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks".
В шестнадцатиричном виде это строка имеет вид:

5468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f72206f6
e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73

Скрипт первой транзакции создания монет имеет вид:

PUSHDATA(4)[ffff001d] PUSHDATA(1)[04] 
PUSHDATA(69)[5468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6f7
2206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73]

Операции PUSHDATA(4) соответствует 04, PUSHDATA(1) соответствует 01 и PUSHDATA(69) соответствует 45 (шестнацатиричная запись 69). Итого скрипт:

04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368616e63656c6c6
f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f757420666f722062616e6b73

Структура выхода транзакции следующая:
Value (8 байт) – величина выхода измеряется в минимальнах неделимых единицах биткоина “сатоши” (10^-8 биткоина).
Script length (от 1 до 9 байт, 1 байт в случае числа меньше 253) - длинна скрипта в байтах
Script (длинна определеятся по script length) - скрипт
Sequence (4 байта) – порядковый номер этого выхода начиная с нуля

Cкрипт зачисления биткоинов на кошелёк имеет вид: <pubKey> OP_CHECKSIG
Публичный ключ кошелька Сатоши из первого блока:

04678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb
649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5f

Его длинна составляет 65 байт. Для записи этих 65 байт в скрипт нужно добавить перед ним PUSHDATA(65) в шестнадцатиричном виде записывается как 41.

OP_CHECKSIG – операция проверки того что подпись соответствует публичному ключу. Этой операции соответствует значение байта ac (172).

В итоге скрипт начисления биткоинов:

4104678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb
649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5fac

Перейдём к транзакции, её структура:

В итоге имеем шестнадцатиричную (base256) запись транзакции (rawtransaction).

01000000010000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
ffffffff4d04ffff001d0104455468652054696d65732030332f4a616e2f32303039204368
616e63656c6c6f72206f6e206272696e6b206f66207365636f6e64206261696c6f75742066
6f722062616e6b73ffffffff0100f2052a01000000434104678afdb0fe5548271967f1a671
30b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61deb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c38
4df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5fac00000000

Для того, что бы перевести это представление в двоичный код воспользуемся любым подходящим онлайн сервисом. Примеры используемых сервисов можно найти в первой статье. Вводим rawtransaction, на выходе получаем бинарный файл.
Используем подходящий сервис для вычисления sha256 полученного файла. Загружаем файл и на выходе получаем строку:
27362e66e032c731c1c8519f43063fe0e5d070db1c0c3552bb04afa18a31c6bf

Повторяем то же самое для неё. Переводим в бинарный файл и считаем для файла sha256. На выходе получаем строку:

3ba3edfd7a7b12b27ac72c3e67768f617fc81bc3888a51323a9fb8aa4b1e5e4a

Записывая байты (2 шестнадцатеричных символа) в обратном порядке получаем

Искомый идентификатор транзакции (txid)
4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b

Источник схемы