是誰控制了比特幣？BTC地址與交易原理大剖析
比特幣地址有 1 打頭的地址 ，也有 3 打頭的地址，這兩者有什麼區別嗎？
在哪種情況下，地址上的比特幣會被鎖死？
到底是誰擁有比特幣的控制權，是你？還是你的錢包？
如果你在使用比特幣錢包，但卻無法回答上面三個問題，那麼這篇文章是為你而寫。
安比（SECBIT）實驗室在對數字錢包原始碼審計時，發現一個名為 pywallet 的比特幣錢包開源庫包含了一個嚴重缺陷。如果向 pywallet 生成的 OmniLayer 收款地址轉賬，將導致資產永久丟失。
據安比（SECBIT）實驗室區塊鏈技術專家 zer0to0ne 解釋，OmniLayer 協議允許在比特幣區塊鏈上發行自定義資產（比如 USDT）。OmniLayer 資產交易的本質是比特幣交易。比特幣交易的程式碼庫有很多，pywallet 便是其中一種。它可以方便的構造符合 OmniLayer 格式的比特幣交易。目前 pywallet 已經被應用在一些數字錢包軟體中。
但是，開源庫 pywallet 在生成 OmniLayer 錢包地址的時候，誤將地址的字首寫反了，若干資產被鎖死在無效的地址內！
下面是 pywallet 相關錯誤程式碼截圖：
檔案地址： ofollow,noindex">https://github.com/ranaroussi/pywallet/commit/eb784ea4dd62fe2a50e1352e7d24438fc66a4ac0#diff-ca3a8be6f2ab4be3bfd69a49f5f4122a
插隊科普一下：比特幣網路上最常見的地址型別有三種：普通公鑰地址（1-地址），指令碼雜湊地址（3-地址）和隔離見證地址（bc1-地址），地址型別通過地址的字首來區分。其中1-地址的字首為 0x00，3-地址 的字首為 0x05。
1-地址：這是最常見的比特幣地址，通常用於普通轉賬收款。1-地址 實際上為公鑰Hash的編碼。驗證 1-地址的簽名後便可解鎖收款。 3-地址：這個地址為指令碼（Script）雜湊地址。這類地址實際對應為一段比特幣指令碼Hash的編碼。 bc1-地址：bech32編碼地址，用於隔離見證交易。
開源庫 pywallet 顛倒了地址字首，將 1-地址 錯誤地設定為 3-地址 。因此原本要轉給 1-地址 的資產會誤轉入 3-地址 。當賬戶持有者以 1-地址 的驗證方式，也就是私鑰簽名去取出資產的時候，區塊鏈網路卻以 3-地址 執行指令碼的方式去執行驗證，導致使用者無法正常取出資產！
請慎重使用 pywallet 開源庫
真相：比特幣從未真正實現過轉賬功能
這一點出乎很多人的意料，由於比特幣的實現基於 UTXO 模型，與我們直觀理解的賬戶模型不一樣。zer0to0ne 解釋說，實際上比特幣從未真正實現過通常意義上的轉賬功能。中本聰只給比特幣設計了一系列比特幣指令碼操作符和比特幣指令碼執行器，而所謂的轉賬過程實際是由一段比特幣指令碼鎖定、解鎖過程來模擬。這與日常生活中的賬本概念（或稱之為賬戶模型）不一樣。
為了便於理解，我們可以把比特幣區塊鏈上的資產交易比喻成 將資產鎖進保險箱，只有持有保險箱鑰匙的人（即收款人）才能拿出保險箱中的資產進行交易。舉個例子，如果 Alice 要向 Bob 支付一筆資產，Alice 將這筆資產鎖進一個保險箱中，只有 Bob 才有這個保險箱的鑰匙，即只有Bob才能取出這筆資產。如果 Bob 要取出資產，那麼要求 Bob 必須同時花掉這筆資產（即鎖入另一個保險箱）。在 Bob 沒有取出資產前，資產並不真正屬於 Bob。設想如果 Bob 丟了鑰匙，那麼將無法再取出資產。 換句話說，這筆資產還在保險箱中儲存的時候，既不屬於Alice，也不完全屬於Bob。當然，Alice 也可以把資產放入任何人都可以開啟的保險箱中，這也被稱之為 Anyone-Can-Spend 交易。
由於比特幣區塊鏈上的收款地址不同，保險箱的型別也有所不同。不同型別的保險箱需要不同型別的鑰匙來開啟。付款人為收款人定製一個保險箱，將資產放入保險箱中並上鎖，再將保險箱丟到公共場所。而保險箱有兩種開啟方法：
• 若收款人為 1-地址 ，我們稱保險箱為 1-類保險箱 。而相應的鑰匙必須是指定收款地址對應的私鑰。解鎖保險箱的過程也就是驗證 1-地址 公鑰以及公鑰對應的數字簽名，這也是我們通常所理解的向普通賬戶地址轉賬的驗證過程。
• 若收款人為 3-地址 ，我們稱為 3-類保險箱 。開啟鑰匙必須為一段可以執行的比特幣指令碼。解鎖保險箱的過程是：比特幣指令碼的Hash值對應到 3-地址 ，同時比特幣指令碼執行器執行該指令碼後成功返回。也就是說只有擁有指令碼原文並可以成功執行的人才可以提取這個保險箱裡的資產。
回到這一節的問題：為什麼說比特幣從未實現真正意義上的轉賬功能。答案很簡單，因為比特幣系統中根本就不存在賬戶的概念，賬戶之間的轉賬也無從談起。一個人能在未來開啟多少個保險箱，也是未知數。
通過上面的解釋，我們可知：當 pywallet 開源庫誤將 1-地址 識別為 3-地址 時，就好像將原本的 1-類保險箱 改造成了 3-類保險箱 ，而賬戶持有者還是拿著 1-類保險箱 的鑰匙去解鎖，那麼自然無法開啟保險箱。那麼之前 zer0to0ne 發現的被誤鎖住的 OmniLayer 數字資產是否能恢復？
是否存在一種可能性，採用 1-地址 的鑰匙去開啟 3-保險箱 ?
zer0to0ne 接著向我們詳細解釋了兩個重要概念 P2PKH（Pay to Public Key Hash） 與 P2SH （Pay to Script Hash）的來龍去脈。這兩個名詞分別代表了兩種不同的比特幣交易型別。
下面是 zer0to0ne 的精彩技術細節分析
P2PKH——中本聰的偉大發明
Pay to Public Key Hash 顧名思義，是將比特幣放入一個保險箱，鑰匙孔為公鑰 Hash（Public Key Hash）。我們最常見到的 1-地址 本質上就是 Public Key Hash 的一種編碼。 1-地址 的生成過程也很簡單，將公鑰經過Hash160運算得到 Public Key Hash，在 Public Key Hash 頭部補上字首 0x00，Hash 尾部補上校驗和，經過Base58便得到了1開頭的比特幣地址。
Base58(0x00 +
我們來看看P2PKH交易型別的保險箱構造過程，Alice傳送比特幣給Bob為例：
付款方 Alice 在構造保險箱的時候需要設定一個鎖定指令碼：
OP_DUP
OP_HASH160
(Bob收款地址蘊含的Public Key Hash)
OP_EQUALVERIFY
OP_CHECKSIG
注：我們可以把這一步理解為 Alice 為 Bob 定製了一個保險箱，把比特幣放入保險箱並用 Bob 的公鑰 PubKey Hash上鎖。現在這把鎖除了持有私鑰的 Bob，誰都無法開啟。
當 Bob 需要花費 Alice 給他的比特幣時，需要提供必要的引數：交易簽名 + 公鑰（技術黑話：scriptSig）來開啟保險箱，使得鎖定指令碼執行後返回 True，這一步通常由錢包自動完成。
我們來看看比特幣節點是如何校驗 scriptSig 合法性的。
（圖片來自Mastering Bitcoin）
指令碼執行過程如圖所示，Bob將交易簽名後得到的資料（實際上還要包含資料長度資訊），真正的scriptSig 應該為
首先入棧的是
數字簽名除了持有私鑰的人，誰也無法偽造，執行至此，一筆比特幣P2PKH交易已經安全地完成了。
再解釋一遍：當 Bob 要花費 Alice 給他的比特幣時，Bob 只有用正確的鑰匙才能開啟 Alice 留給他的保險箱，把錢放入 Bob 新構造的一個保險箱裡。
這時候一些聰明的讀者會注意到一個細節：如果 Bob 取出鑰匙，在還未開啟保險箱的時刻，區塊鏈上的任何礦工都能看得見這把鑰匙的形狀，理論上他們是可以立即複製一把鑰匙，把 Alice 留給 Bob 的保險箱開啟並花掉（俗稱 Front-running 攻擊）。真的可以這樣做嗎？顯然中本聰考慮了這個問題，這把鑰匙中的交易簽名是 Bob 發起的交易的完整簽名。假設 Bob 要將 Alice 構造的保險箱中的比特幣 裝入一個新的保險箱（留給Charlie），這時候 Bob 出示的鑰匙包含了 Charlie 的公鑰Hash，礦工雖然可以複製 Bob 的鑰匙，但是這把鑰匙已經隱藏了下一個新保險箱的關鍵資訊，因此礦工無法使用這個複製鑰匙來完成別的動作（無法挪用數字簽名）。
P2SH——後中本聰時代的重大創新
中本聰設計了一個這麼強大的腳本系統，只用來構造轉賬交易似乎太浪費了，我們試試用其他指令構造一些特別的鎖定指令碼，並使用其他方式來解鎖。
例如我們可以構造一個用 Hash 原象（Pre-image）來解鎖交易的指令碼：
OP_HASH160
這個指令碼的含義是：當滿足 Hash160(Pre-image)==
我們繼續通過保險箱的例子來解釋，並給這類保險箱起名為 3-類保險箱 。現在 Alice 給 Bob 的比特幣鎖定在一個由上述 Hash160保護的保險箱裡，我們姑且稱之為雜湊鎖吧。
這把鎖依然需要正確的形狀才能開啟，但是安全性卻弱很多，缺少數字簽名機制導致鑰匙隱藏的關鍵資訊不會隨著Bob 新建的保險箱而變化。任何礦工都能在 Bob 亮出鑰匙的一瞬間複製出一摸一樣的鑰匙，搶著去開Alice留給Bob的保險箱（Front-running），將幣轉給另一個人 Eve，於是原本屬於 Bob 的比特幣會被洗劫一空。
雖然這個指令碼非常不安全，但是它卻有兩個非常神奇的功能：
1. 交易構造的輸出足夠短，意味著比特幣節點維護的 UTXO 快取佔用空間將會大大減小
2. Pre-image 總是在交易被花費時作為 input 來引用，不會在交易的 output 側出現，UTXO依然保持精簡，同時可以把手續費負擔轉嫁給接收方。
既然所述的輸出指令碼好處很多，那我們是否有辦法讓這種交易方式變得安全呢？這就需要講講什麼是 P2SH了。
比特幣核心開發者 Gavin Adresen 提出了一種叫做 Pay to Script Hash (P2SH) 的技術。
P2SH 的交易輸出依然是判斷 Hash160(Script)==