Merge pull request #1094 from jasonandjay/btc

docs: ECDSA signature analysis & P2PKH

BTC/payment/P2PKH.md

@@ -0,0 +1,87 @@
+# 简介
+
+[P2PKH（Pay-to-Public-Key-Hash）](../wallet/address.js#L42)是比特币网络中最常用的一种交易类型，设计用来将比特币支付到某个具体的公钥哈希，而不是直接到公钥本身。这种方式提供了更高的安全性和隐私保护。在P2PKH交易中，比特币被发送到一个地址，这个地址实际上是持有者公钥的哈希版本。这种地址通常以数字"1"开头。地址不仅简洁，而且通过哈希公钥，隐藏了公钥的实际内容，增加了隐私保护层。
+
+# 工作过程
+
+## ScriptPubKey(锁定脚本)
+
+P2PKH脚本模式包含一个公钥哈希，该哈希和以下操作码共同构成锁定脚本
+
+```js
+// 模版
+OP_DUP OP_HASH160 <Public Key Hash> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
+
+OP_DUP // 复制栈顶的元素
+OP_HASH160 // 弹出栈顶元素，计算其SHA-256散列，然后计算RIPEMD-160散列
+OP_PUSHBYTES_20 // 推送20字节到栈顶
+18e1fad25b2983d5dbb2e2b96e3ce756a69b3bc2 // 公钥哈希
+OP_EQUALVERIFY // 比较栈顶元素
+OP_CHECKSIG // 验证数字签名
+
+```
+
+## ScriptSig(解锁脚本)
+
+要解锁花费此脚本，上面公钥的所有者需要提供原始公钥以及的有效签名
+
+```js
+// 模版
+<Singature> <Public Key>
+
+OP_PUSHBYTES_72 // 推送72字节到栈顶
+3045022100c233c3a8a510e03ad18b0a24694ef00c78101bfd5ac075b8c1037952ce26e91e02205aa5f8f88f29bb4ad5808ebc12abfd26bd791256f367b04c6d955f01f28a772401 // 签名数据
+OP_PUSHBYTES_33 // 推送33字节到栈顶
+03480b6822120e9936b43859d84c380583c3d0292409b21453ae962815090f8117 // 压缩公钥
+```
+
+## 执行过程
+
+1. 脚本合并，ScriptSig在前ScriptPubKey在后
+
+```js
+<Singature> <Public Key> OP_DUP OP_HASH160 <Public Key Hash> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
+```
+
+2. 栈内执行
+
+- OP_DUP 从栈里取出公钥，复制并做HASH160推进栈顶
+- OP_EQUALVERIFY 对比上一步的计算结果和Public Key Hash
+- OP_CHECKSIG 校验数字签名，如果通过锁定脚本合法可以花费对应UTXO，如果不通过交易失败
+
+## 地址生成
+
+P2PKH支付方式从公钥生成地址遵循以下详细步骤：
+
+### 步骤1: 计算公钥哈希
+
+1. **计算公钥的SHA-256哈希值**：首先，对公钥进行SHA-256哈希运算。
+2. **计算RIPEMD-160哈希值**：然后，对SHA-256的结果再进行RIPEMD-160哈希运算。这两步哈希运算的结果称为公钥哈希（PKH）。
+
+### 步骤2: 添加版本字节
+
+- **添加版本字节**：在公钥哈希前添加一个版本字节（比特币主网络的P2PKH地址的版本是0x00, 测试网是0x6f）。这有助于钱包软件识别和处理不同类型的地址。
+
+### 步骤3: 计算校验和
+
+1. **双重SHA-256哈希**：对带有版本字节的公钥哈希进行两次SHA-256哈希运算。
+2. **取前四个字节**：从双重哈希的结果中取出前四个字节，这部分称为校验和。
+
+### 步骤4: 生成地址
+
+- **组合和Base58编码**：将版本字节和公钥哈希以及校验和组合在一起，整个结构为：
+  ```js
+  [version byte][public key hash][checksum]
+  ```
+  然后，对整个字节串进行Base58编码，以生成最终的P2PKH地址。
+
+### 示例
+
+假设有一个公钥，步骤如下：
+
+1. **公钥**： `04480b6822120e9936b43859d84c380583c3d0292409b21453ae962815090f8117883c2a3fd7571b12f34491809d48467dae4e2f162aef23de91e4532d0fc1e0c5`
+2. **SHA-256哈希**：计算结果。
+3. **RIPEMD-160哈希**：计算结果。
+4. **添加版本字节**：`00` + [RIPEMD-160哈希结果]。
+5. **计算校验和**：对上述结果执行两次SHA-256，取前四个字节。
+6. **Base58编码**：将最终字节串转换为Base58编码：13GZvxKVCw1YadDCBJ7rAuerLiYGXLQBVp

BTC/payment/index.md

@@ -0,0 +1,30 @@
+# BTC地址
+
+在比特币系统中，随着技术的发展和用户需求的变化，钱包现在支持多种不同类型的地址格式，每种格式都对应不同的技术标准和特点。这些地址格式包括传统的P2PKH（以1开头），P2SH（以3开头），以及更加现代的SegWit地址（通常以bc1q或bc1p开头）。进行交易时，我们需要为收款者创建一个交易输出，这个输出指定了收款方的地址和交易的金额。
+
+# BTC地址到交易完成
+
+下面以P2PKH（Pay-to-Public-Key-Hash）为例介绍从比特币收款地址到交易构建的详细步骤：
+
+1. 收款地址的获取和格式
+   收款方提供一个P2PKH类型的比特币地址，这种地址通常以数字1开始，例如 1BvBMSEYstWetqTFn5Au4m4GFg7xJaNVN2。这个地址是经过编码的，通常使用Base58Check编码，其中包含了收款方的公钥哈希（public key hash）。
+
+2. Base58Check解码
+   当付款方接收到一个比特币地址后，他们会使用Base58Check解码来提取地址中的公钥哈希。Base58Check编码不仅帮助减少字符混淆（移除了容易混淆的字符如0（零）、O（大写字母O）、I（大写字母i）和l（小写字母L）），还内嵌了一个错误检测机制。
+
+3. 构建锁定脚本（ScriptPubKey）
+   解码过程提取出的公钥哈希接着用来构建一个所谓的锁定脚本（ScriptPubKey），这个脚本是交易输出的一部分。对于P2PKH地址，锁定脚本的格式通常如下：
+
+```js
+OP_DUP OP_HASH160 <Public Key Hash> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG
+```
+
+4. 构建交易
+   付款方将锁定脚本放置在新的交易输出中，并指定转账金额。这个输出现在会被添加到新的交易中。除此之外，交易还需要包含至少一个输入（来自付款方的一个或多个以前的交易输出），这些输入提供了足够的资金来覆盖转账金额和网络矿工费。
+
+5. 签名和广播交易
+   一旦交易构建完毕，付款方需要用他们的私钥对交易进行签名，证明他们有权使用指定的输入资金。完成签名后，交易将被广播到比特币网络，网络的矿工们开始验证这个交易的合法性，如果合法，最终将其加入到区块链中，完成资金的转移。
+
+# 常见支付方式
+
+- [P2PKH](./P2PKH.md)

BTC/signature/README.md

@@ -62,6 +62,42 @@ s：是对交易信息、私钥和一个随机数的数学运算的结果。
 4. 计算 $u_1 = z \* r^{-1} \mod n$ 和 $u_2 = s \* r^{-1} \mod n$
 5. 计算公钥 $Q = (x', y') = u_1 \* G + u_2 \* R $
 
+### 签名分析
+#### 签名内容
+对于使用ECDSA的比特币交易，签名通常包括两部分：r 和 s，每部分通常是32字节，但也可能因数字的大小而稍有变化。因此，一个典型的ECDSA签名大约是64字节，但当包括签名编码和额外的元数据（如签名哈希类型）时，长度可能会变长。
+#### 签名的具体长度
+具体到比特币的签名，它通常包括以下几个部分：
+- r值：32字节
+- s值：32字节
+- 签名哈希类型（SIGHASH）：通常是1字节
+此外，签名还可能包括序列化格式的前缀（如0x30），以及长度描述符，这些都会增加几个字节。
+
+#### 签名案例
+```js
+// 签名
+3045022100c233c3a8a510e03ad18b0a24694ef00c78101bfd5ac075b8c1037952ce26e91e02205aa5f8f88f29bb4ad5808ebc12abfd26bd791256f367b04c6d955f01f28a772401
+```
+
+##### DER编码的ECDSA签名结构
+一个典型的ECDSA签名的DER编码格式如下：
+- 0x30: 表示这是一个序列（SEQUENCE），后面跟随的是整个序列的长度。
+- 紧接着的第一个字节（或两个字节，取决于长度）是整个签名结构的长度。
+- 0x02: 表示一个整数（INTEGER）的开始，这是签名的第一部分，即r值。
+- 紧接着的一个字节（或两个字节）是r值的长度。
+- r值本身。
+- 另一个0x02，表示第二个整数的开始，这是签名的第二部分，即s值。
+- 紧接着的一个字节（或两个字节）是s值的长度。
+- s值本身。
+##### 分析具体内容
+1. 30: 序列开始。
+2. 45: 表示序列的长度（十进制的69字节）。
+3. 02: r值的整数开始。
+4. 21: r值的长度（十进制的33字节，包含前导0，因为r值开始于00，这通常用于表示正数以避免整数被误认为负数）。
+5. 00c233c3a8a510e03ad18b0a24694ef00c78101bfd5ac075b8c1037952ce26e91e: r值。
+6. 02: s值的整数开始。
+7. 20: s值的长度（十进制的32字节）。
+8. 5aa5f8f88f29bb4ad5808ebc12abfd26bd791256f367b04c6d955f01f28a7724: s值。
+9. 最后的01是签名的SIGHASH类型，表示这是一个标准的所有输出签名。
 
 ## Schnorr
 比特币的Schnorr签名是一种相对较新的签名算法，它与传统的椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）相比，提供了几个关键优势。在2020年的比特币协议升级中，Schnorr签名通过BIP340提案得到了引入。以下是Schnorr签名的详细介绍：