交易的生命周期

交易的生命周期始于交易的创建，也被称为起源。然后交易被签上一个到多个签名，用于对交易中引用的资金进行授权。接着交易被传播到比特币网络，在那里，网络节点（参与者）对交易进行验证并继续传播出去，直到被网络中（几乎）所有节点获知。最后，交易被矿工节点确认，并被包含到一个交易区块中，记录到区块链上。

一旦被记录到区块链上，并被足够多的后续区块确认后，交易就成了比特币账本的永久组成部分，被所有参与者接受。交易中分配给新的所有者的资金，现在可以在新交易中使用了。就这样，所有者链条得以延伸，一个新交易的生命周期开始了。

为理解交易的概念，可以将比特币交易想象成纸质支票。跟支票类似，交易也是一种表达资金转移意愿的工具。在提交执行前，它对金融系统是透明的；另外，交易的发起人不一定是对交易进行签名的人，这也跟支票一样。

任何人都可以在线或离线创建交易，甚至创建交易的人可以不是账户的有权签署人。举例来说，财务人员可能会处理一笔需经CEO签字的付款支票。相似地，财务人员也可以创建一笔比特币交易，然后经过CEO的数字签名使得交易生效。不同的是，支票需要关联一个账户作为其资金来源，而比特币交易是引用一个特定的前序交易作为其资金来源，而不是账户。

一旦交易被创建，它将被资金来源的所有者签名授权。如果交易的格式正确，签名合法，签名后的交易就被认定为有效，它包含了用于执行资金转移的所有必需信息。最后，有效交易必须送达比特币网络，并被传播出去，直到被一个矿工包含到公开账本（区块链）之中。

首先，交易需要送达比特币网络，这样才能被传播出去并被加入区块链。本质上，一个比特币交易只有300到400字节的数据，需要传播到成千上万的比特币节点。发送者无须委托广播交易的任何节点，只要它们使用超过一个节点确保交易能被传播出去就行。接收节点也不需要信任发送者或者确认它们的“身份”，因为交易已被签名并且不含任何机密信息，比如私钥、证书，交易可以通过任何方便的底层网络传输协议进行公开传播。信用卡交易由于包含敏感信息，只能通过加密网络传输数据，而比特币交易可以在任何网络上传输数据。只要交易送达能将其传播到比特币网络的节点，至于它是如何传递到第一个节点的，并不重要。

比特币交易可以通过某些不安全的网络传输到比特币网络中，比如Wi-Fi、蓝牙、近距离无线通信技术（NFC）、线性调频、条形码，甚至可以复制粘贴到一个web表单中。在极端情况下，比特币交易还可以通过无线电分组交换网、卫星中继、突发短波、扩频，或者防止检测和干扰的跳频的方式进行数据传输。比特币交易甚至也可以编码为一段表情符号（情感符），发布到公共论坛上，或者以文本消息或者Skype消息的形式发送。比特币将货币转换成一种数据结构，实际上已经无法阻止任何人创建或执行比特币交易。

一旦比特币交易发送到任意一个与比特币网络相连的节点，交易就将被这个节点进行验证。如果有效，这个节点会继续将其传播到其他相连的节点上，交易发起者也会同步接收到一个成功应答。如果交易被验证为无效，接收节点将拒绝交易，并返回一个拒绝交易的消息给交易发起者。

比特币网络是一个点对点网络，意味着每个节点均会与一些启动时通过点对点协议发现的节点相连。整个网络是一种松散连接的网状结构，没有固定的拓扑结构或其他结构，所有节点都是平等的。消息包括交易和区块，从一个节点传播到与之相连的节点上。新加入网络中任何节点的有效交易，会发送到三到四个相邻节点，每个相邻节点又再次将其发送到三到四个新的相邻节点，以此类推。利用这种方式，在短短几秒内，一个有效交易像以指数级扩散的波纹一样，在网络中迅速传播，直到到达所有连接着的节点。

比特币网络被设计成能够高效、弹性地在所有节点间传播交易和区块，同时它又能够有效防止攻击。为防止网络垃圾、拒绝服务攻击或者其他针对系统的恶意攻击，每个节点均在传播交易前进行独立验证，有缺陷的交易将无法传出节点。这个交易验证规则将在第8章“独立交易验证”中进行详细解释。