通过 Bitcoin 的区块和交易编程

Rooch 内置了 bitcoin-move (opens in a new tab) 框架，开发者可以通过 bitcoin-move 框架来读取 Bitcoin 区块以及交易，利用区块和交易中携带的数据来进行编程。

在合约中读取 Bitcoin 区块和交易

在 Rooch 中，Bitcoin 区块和交易被中继器（Relayer）写入到 Rooch 的全局状态中，所有状态都储存在 0x4::bitcoin::BitcoinBlockStore 中。开发者可以通过 0x4::bitcoin 模块提供的接口来读取 Bitcoin 区块和交易数据。

1. BitcoinBlockStore 结构体与读取接口

BitcoinBlockStore 结构体储存了所有的区块头和交易数据。其字段如下：

• latest_block_height: 可选的 u64，表示最新区块的高度。
• blocks: Table<address, Header>，存储区块哈希到区块头部的映射，开发者可以通过区块哈希读取对应的区块头。
• height_to_hash: Table<u64, address>，存储区块高度到区块哈希的映射。
• hash_to_height: Table<address, u64>，存储区块哈希到区块高度的映射。
• txs: Table<address, Transaction>，存储交易哈希到交易的映射。
• tx_ids: TableVec<address>，存储所有的交易哈希。

BitcoinBlockStore 存放在 shared object 中，任何人都可以通过 0x4::bitcoin 模块提供的接口来读取 BitcoinBlockStore 对象中储存的区块和交易数据。

具体的接口如下：

• get_tx: 获取指定交易哈希的交易。

  • 参数

    • txid: address，表示交易哈希。

  • 返回值

    • Option<Transaction>: 如果交易存在，则返回交易，否则返回 none。

• get_block: 获取指定区块哈希的区块头。

  • 参数

    • block_hash: address，表示区块的哈希。

  • 返回值

    • Option<Header>: 如果区块存在，则返回区块头，否则返回 none。

• get_block_height: 获取指定区块哈希的区块高度。

  • 参数

    • block_hash: address，表示区块的哈希。

  • 返回值

    • Option<u64>: 如果区块存在，则返回其区块高度，否则返回 none。

• get_block_by_height：获取指定区块高度的区块头。

  • 参数

    • block_height: u64，表示区块的高度。

  • 返回值

    • Option<Header>: 如果区块存在，则返回区块头，否则返回 none。

• get_latest_block: 于获取最新区块的高度以及 Hash。

  • 返回值

    • Option<BlockHeightHash>: 如果存在最新区块，则返回区块高度和 Hash，否则返回 none。

2. Header 结构体与读取接口

Header 结构体表示比特币的区块头，用于存储区块的元数据，包括版本号、前一个区块的哈希、默克尔树的根哈希、时间戳、目标值和随机数。在 Rooch 中，Header 可以通过 0x4::bitcoin::get_block 和 0x4::bitcoin::get_block_by_height 接口来读取。

其字段定义如下：

• version: u32，表示区块的版本号，现在用于软分叉信号。
• prev_blockhash: address，表示前一个区块的哈希。
• merkle_root: address，表示区块中交易的默克尔树的根哈希。
• time: u32，表示区块的时间戳，由矿工提供。
• bits: u32，表示区块目标值，区块哈希必须低于此值。
• nonce: u32，表示选择的随机数，以获得足够低的区块哈希。

其相应的读取接口在 0x4::types 模块中定义。

3. Transaction 结构体与读取接口

Transaction 结构体表示比特币的交易，用于存储交易的元数据，包括版本号、输入、输出、锁定时间和交易哈希。在 Rooch 中，Transaction 可以通过 0x4::bitcoin::get_tx 接口来读取。

其字段定义如下：

• id: address，表示交易的唯一标识符（txid）。
• version: u32，表示交易的协议版本，目前预期为1或2（BIP 68）。
• lock_time: u32，表示锁定的区块高度或时间戳，在此区块高度或时间戳之前，交易不能被包含在区块。
• input: vector<TxIn>，表示交易的输入列表。
• output: vector<TxOut>，表示交易的输出列表。

其中，TxIn 表示比特币交易中的一个输入。它包含了对前一个交易输出的引用、脚本签名、序列号和见证数据。字段如下：

• previous_output: OutPoint，表示前一个交易输出的引用。
• script_sig: vector<u8>，表示脚本签名，它将值推入栈中，以使引用的输出脚本被接受。
• sequence: u32，表示序列号，它建议矿工选择两个冲突交易中的哪一个，或者设置为0xFFFFFFFF来忽略这个特性。这个特性通常不会被使用，因为矿工行为无法强制执行。
• witness: Witness，表示见证数据，这是一个字节数组的数组。

TxIn 结构体是比特币交易的关键组成部分，它定义了交易的输入来源。previous_output 字段引用了一个前一个交易的输出，script_sig 字段包含了用于验证引用输出脚本的数据，sequence 字段用于指定交易的顺序，而 witness 字段则包含了见证数据，用于支持某些类型的交易。

TxOut 表示比特币交易中的一个输出。它包含了输出的金额和脚本。字段如下：

• value: u64，表示输出的金额，以 satoshi 为单位。
• script_pubkey: vector<u8>，表示输出脚本，它定义了接收者如何证明他们拥有这笔资金。
• recipient_address: BitcoinAddress, 表示输出的接收地址。如果已知，这将是一个有效的比特币地址；如果未知，则地址字节将为空

Transaction, TxIn, TxOut 字段的读取接口都在 0x4::types 模块中定义。

应用场景

1. 利用 Bitcoin 哈希作为随机数种子，实现一个随机数生成器。注意，这种场景需要使用未来的区块哈希，避免被预测。
2. 将应用数据通过 OP_RETURN 写入 Bitcoin 中，然后通过 Move 合约读取交易中的 OP_RETURN 数据，进行处理。
3. 在 Move 中校验 Bitcoin 交易的 Script，实现 Move 和 Bitcoin Script 混合编程。这个特性尚在开发中，可以跟踪 Issue #1651 (opens in a new tab)。

示例

1. btc_blind_box (opens in a new tab) 一个简单的开盲盒示例，使用 Bitcoin 区块哈希作为随机数种子，实现了开盲盒的功能。领取盲盒分两个阶段：1. 申请阶段；2.领取阶段。在申请阶段，玩家可以申请一个盲盒，得到一个随机的 magic number，申请期结束后，所有玩家的 magic number 不可变更。然后经过一定间隔后，进入领取阶段，领取阶段以 Bitcoin 最新的区块头为随机种子，结合玩家的 magic number 得到一个随机数，从而确定玩家得到的盲盒等级，这保证了充分的随机性；同时，在申请阶段，玩家无法预测未来区块头的信息，因此也保证了不可预测性。