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在 Bitcoin Core 中使用 PSBT

自 0.17 版本开始， Bitcoin Core 就有了一套给 “部分签名的比特币交易（Partially Signed Bitcoin Transactions，PSBT，由 BIP 174 定义）” 准备的 RPC 接口。

PSBT 简介

PSBT 是尚未完全签好名的比特币交易的传输格式，它携带有相关的元数据，可帮助人们签名交易。它的设计初衷是简化多个参与者合作生成一笔交易的流程。这样的场景包括硬件钱包、多签名钱包和 CoinJoin 交易。

流程概述

构建一笔完整签名的比特币交易需要经历下列步骤：

* 一位创建者提出需要创建的某一笔交易。他们构造一个 PSBT，包含特定的输入和输出，但不包含其它元数据。
* 对每个输入，都由一位更新者为该 PSBT 加入关于被花费的 UTXO 的信息。他们也在该 PSBT 的每一个输入（可能的时候包括输出）中加入关于脚本和公钥的信息。
* 签名者检查交易及其元数据，来决定是否同意该交易。他们可以利用来自 UTXO 的数额信息，知晓相关的价值和手续费。如果他们同意，就为自己具有相关公钥的输入生成一个部分签名。
* 为每个输入运行一个定稿器，将部分签名和可能的脚本信息转化为一个最终的 scriptSig （脚本签名）以及/或者 scriptWitness （脚本见证数据）。
* 抽取器从各输入已经定稿的 PSBT 中产生一笔有效的比特币交易（变成可在网络中广播的形式）。
*
一般来说，上述的每一个流程（除了创建者和抽取器）都会为处理中的 PSBT 加入越来越多的数据，直至所有输入都被签名。在一个粗疏的工作流中，他们必须按照顺序、一个接一个地参与，直到抽取器将 PSBT 转化为一笔真实的交易。为了允许并行操作，可以增加一个合并者，由 TA 来为同一笔未签名的交易合并来自不同 PSBT 的元数据。

上述所有加粗的名词及其角色都由 BIP174 定义。这些名词在理解背后的流程时是有帮助的，但在实际操作中，软件和硬件实现往往会同时实现多个角色。

Bitcoin Core 中的 PSBT

RPCs
* converttopsbt （创建者可用）是一个效用型 RPC，可以将一笔未签名的原始交易转化成 PSBT 格式。它会忽略存在的签名。
* createpsbt （创建者可用）是一个效用型 RPC，可以读取一组输入和输出，并将他们转化成一个不带其它信息的 PSBT。等价于在 createrawtransaction 之后调用 converttopsbt 。
* walletcreatefundedpsbt （创建者、更新者可用）是一个钱包 RPC，会使用具体的输入和输出创建一个 PSBT。具体来说，对于该钱包已经直到的输入（识别为普通余额或观察余额的），该方法会为 PSBT 加入 UTXO 信息。对于已有 UTXO 信息的输出和输入，会加入钱包知晓的公钥和脚本信息。等价于在运行 fundrawtransaction 和 converttopsbt之后运行 createrawtransaction。
* walletprocesspsbt （更新者、签名者、定稿器可用）是一个钱包 RPC，取一个 PSBT 作为输入，为缺少数据的输入和输出加入 UTXO、公钥和脚本数据，还可以选择签名输入。可以做到的时候，它还会敲定部分签名。
* utxoupdatepsbt （定稿器可用）是一个节点 RPC，取一个 PSBT 作为输入，并从 UTXO 集合中获得可用的信息来更新它（仅对 SegWit 输入可用）。
* finalizepsbt （定稿器、抽取器可用）是一个效用型 RPC，可以敲定任何部分签名；而且，如果所有的输入都已经敲定，该方法会将结果转化为一笔完整签名的、可以使用 sendrawtransaction 在网络中广播的交易。
* combinepsbt （合并者可用）是一个效用型 RPC，实现了合并者，它可以用在整个工作流的任一时间点，合并添加到同一个 PSBT 的不同版本中的信息。具体来说，它可用于合并来自多个更新者和签名者的输出。
* **joinpsbts**（创建者可用）是一个效用型 RPC，可以将多个 PSBT 结合在一起，汇总输入和输出。可以用来构建 CoinJoin 交易。
* decodepsbt 是一个诊断型效用 RPC，可以将一个 PSBT 中的所有信息以人类可读的形式表现出来，还可以计算出最终的手续费（如果 PSBT 中已有的话）。
* analyzepsbt 是一个效用型 RPC，可以检查一个 PSBT 并报告其输入的当前状态、操作流程的下一个步骤（如果可知的话）；而且，如果可行的话，它还会计算最终交易的手续费，并估计最终的重量和手续费率。


操作流程

多个 Bitcoin Core 设备参与的多签名

想要快速上手，请看《使用描述符钱包和 PSBT 的 M-of-N 多签名基本示例》（1）。如果你用的是传统钱包，那么请继续了解这里提供的例子。

Alice、Bob 和 Carol 希望创建一个 2-of-3 的多签名地址。他们都使用 Bitcoin Core。我们假设他们的钱包中只包含多签名资金。与此同时他们各有一个个人钱包，这可以通过 Bitcoin Core 的多钱包特性来实现 —— 可能因此在使用 bitcoin-cli （命令行工具）时需要使用 rpcwallet=name 来指明调用哪个钱包。

启动：
* 三人各使用 getnewaddress 来创建一个新地址；我们把这三个地址分别叫做 Aalice、Abob 和 Acarol。
* 三人各自调用 getaddressinfo "X" ，X 就是他们各自的地址，并记录相应的公钥；我们把这几个公钥分别叫做 Kalice、Kbob 和 Kcarol。
* 现在，三人可以各自运行 addmultisigaddress 2 ["Kalice","Kbob","Kcarol"] 以产生多签名脚本并告知钱包模块；这条命令所产生的多签名地址，我们叫做 Amulti。他们可以需要手动指定相同的地址类型，以免因为不同的节点设置而建构出不同版本的地址。
* 他们还各自运行 importaddress "Amulti" "" false ，命令钱包跟踪 Amulti 所收到的支付并作为观察钱包余额。
* 其他人可以通过运行 createmultisig 2 ["Kalice","Kbob","Kcarol"] 、检查结果是否为 Amulti 来验证这个地址。同上，可能有必要指定地址类型，才能获得匹配的地址。不过，这个命令不能用来初始化交易。
* 他们现在可以对外给出 Amulti，作为其他人可以支付的地址。


后来，Amulti 收到 V BTC 之后，Bob 和 Carol 想把资金全部移到 Asend，没有找零。Alice 不需要参与。

* 其中一人 —— 这里假设是 Carol —— 初始化创建流程。她运行 walletcreatefundedpsbt [] {"Asend":V} 0 {"subtractFeeFromOutputs":[0], "includeWatching":true} 。我们把这个命令所返回的 PSBT 叫做 P。P 不包含任何签名。
* Carol 需要自己签名这笔交易。为此，她运行 walletprocesspsb "P" ，然后将结果 P2 （也是一个 PSBT）交给 Bob。
* Bob 使用 decodepsbt "P2" 来检查这个 PSBT，确认这笔交易是否有预期的输入、有一个输出给 Asend、手续费合理。如果他也同意这笔交易，他调用 walletprocesspsbt "P2" 来签名。结果是 P3，包含了 Carol 和 Bob 的签名。
* 现在，任何一人都可以调用 finalizepsbt "P3" ，抽取出完整签名的交易 T。
* 最后，任何人都可以使用 sendrawtransaction "T" 来广播这笔交易。

在需要更多签名者参与的情形中，让所有者并行签名而不是按顺序处理可能会有一些好处。在我们的例子中，就会变成 Carol 分别给每个签名者传递 P 的拷贝；这些签名者各自调用 walletprocesspsbt "P" 来签名，最终得到各自签名的 PSBT 结构体。然后，他们将各自的 PSBT 结构体发回给 Carol（发给其他某一人也可以），由后者来运行 combinepsbt 。最后的两个步骤（ finalizepsbt 和 sendrawtransaction ）保持不变。

（1）使用描述符钱包和 PSBT 的 M-of-N 多签名基本示例
https://github.com/bitcoin/bitcoin/blob/master/doc/descriptors.md#basic-multisig-example