Merkle树对每一笔交易都进行了数字签名

时间：2022-02-17 17:50:34

第一个问题是UI上的。要发起一笔交易，我们需要在两个设备上发起多轮交互——为了计算共同的R，为了签名。在两把私钥的情况下，只需访问一次冷钱包：我们可以在热钱包里准备好待签名的交易，选好k1并生成 R1=k1*G，然后把待签名的交易和这些数据一同传入冷钱包并签名。因为已经有了R1，签名交易在冷钱包中只需一轮就可以完成。从冷钱包中我们得到R2和s2，传回给热钱包。热钱包使用前述的（k1，R1）签名交易，把两个签名加总起来即可向外广播交易了。

硬钱包方面，通过与手机制造商合作，数字人民币还可提供双离线交易功能，交易双方无需联网，只要手机有电即可交易。其原理是数字钱包中每笔交易都会包含编号、金额、所有者和发行者签名等信息。在离线状态下，借助NFC技术，付款方对支付承诺进行了“签名”，收款方获取到“已签名”的交易信息。在恢复联网后，相关信息才会提交给系统入账。简单来说，这是一个垫付和追缴的机制。

电子签名也称做数字签名，它能起到鉴别真伪、不可撤销、数据完全性的作用。电子签名作为公然密钥加密技术的利用，使符号及代码组成电子密码进行“签名”，从而来接替书写签名或者印章，到达鉴定签名人的身份和对于1项数据电文内容信息的认可。在进行以及完成电子商务流动的交易进程中，交易各方通过电子签名，直接证实交易的真实与有效性。

其次，节点在验证签名时，每个签名都要单独验证。在一个m-n的多签交易中，节点必须多次验证同一个签名。比如一笔7-11的多签名交易，里面包含了7个签名，网络中的每个节点都要分别验证7个签名。另外，这种交易的体积也非常大，用户必须为此付出多得多的手续费。

提高区块大小之后，个人运行节点的成本很快会变得令人望而却步。但Taproot引入了一种新的签名方案，Schnorr签名，它可以在SegWitv0的基础上进一步缩小交易的体积，也就是让一个区块能塞进更多的交易。这等效于提高了区块的大小，但没有提高同步一个节点的带宽要求，也没有导致节点存储的成本膨胀，确保了参与比特币网络对普通用户来说仍然是力所能及的。

区块头主要包含的信息有版本号，前一区块哈希值、时间戳、随机数、当前区块目标哈希值以及Merkle树（其实就是一个树结构）的根值。区块体主要包含的信息包括交易数量以及由交易记录构建而成的Merkle树。因此Merkle树在这里就相当于是记账本。比如在早期的比特币账本里，记录了在比特币领域里面每一笔交易，任何人都可以进行查看。由于Merkle树对每一笔交易都进行了数字签名，这确保了每一笔交易加入以后都无法进行修改或者删除，并且每一笔交易都不可伪造和重复。

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