elements/doc/taproot-sighash.mediawiki 在 master 分支上的内容（ElementsProject/elements）

ElementsProject
发布于 2025-05-07 14:13
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本文档是 BIP-0341 的修改版本，描述了 Elements 中 Taproot 输出使用的签名哈希。其中与 BIP-0341 不同的地方用 NEW 标明。此外，BIP 341 和 342 中的四个标记哈希标签 TapLeaf、TapBranch、TapTweak 和 TapSighash 都带有后缀 /elements。

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[doc: fix `SigMsg` length in taproot sighash](https://github.com/ElementsProject/elements/commit/cca82245f83c3dd4af74137dd2d5d2faa2e35fc4)

2021年7月1日

[cca8224](https://github.com/ElementsProject/elements/commit/cca82245f83c3dd4af74137dd2d5d2faa2e35fc4) · 2021年7月1日

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##### 简介

[Permalink: Introduction](https://github.com/ElementsProject/elements/blob/master/doc/taproot-sighash.mediawiki#introduction)

本文档是 [BIP-0341](https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0341.mediawiki) 的修改副本，其中描述了 Elements 中用于 Taproot 输出的签名哈希。
与 BIP-0341 不同的项目用  _**NEW**_ 表示。

除了本文档中的更改外，BIP 341 和 342 中的四个标记哈希标签 _TapLeaf_、_TapBranch_、_TapTweak_ 和 _TapSighash_ 都带有后缀 `/elements`。

##### 通用签名消息

[Permalink: Common signature message](https://github.com/ElementsProject/elements/blob/master/doc/taproot-sighash.mediawiki#common-signature-message)

函数 _SigMsg(hash\_type, ext\_flag)_ 计算作为字节数组签名的消息。它也隐式地是花费交易和它花费的输出的函数，但这些没有列出以保持符号简单。

参数 _hash\_type_ 是一个 8 位无符号值。重用了来自传统脚本系统的 `SIGHASH` 编码，包括 `SIGHASH_ALL`、`SIGHASH_NONE`、`SIGHASH_SINGLE` 和 `SIGHASH_ANYONECANPAY`，加上默认的 _hash\_type_ 值 _0x00_，它导致像 `SIGHASH_ALL` 一样对整个交易进行签名。以下限制适用，如果违反，会导致验证失败：

- 使用任何未定义的 _hash\_type_ (不是 _0x00_、_0x01_、_0x02_、_0x03_、_0x81_、_0x82_ 或 _0x83_)。
- 使用 `SIGHASH_SINGLE` 而没有“相应的输出”（一个与被验证输入具有相同索引的输出）。

_**NEW**_ 如果正在考虑的输入是一个 pegin 输入，则字段 _nAsset_、_nValue_ 和 _scriptPubKey_（如果它们出现）取自 pegin witness 数据。使用的资产是侧链上的资产 ID，而不是父链上的资产 ID（如果有）。

_**NEW**_ 签名哈希之前添加的 epoch 字段完全删除。 如果 elements 中的 taproot 签名哈希有新的更新，他们将会使用新的 tagged hashes 来代替增加 epochs。

参数 _ext\_flag_ 是范围在 0-127 之间的整数，用于指示（在消息中）在消息末尾添加了扩展。

如果参数采用可接受的值，则消息是以下数据的连接，按顺序排列（每个项目的大小以字节为单位列出）。2、4 或 8 字节的数值以小端编码。

-  _**NEW**_ 区块链数据：（理由：即使pubkeys被重用，签名也不能在不同的 Elements 实例中重用。）
  - _genesis\_block_ (32): 区块链的创世区块的哈希值
  - _genesis\_block_ (32): 再次创世哈希
- 控制：
  - _hash\_type_ (1).
- 交易数据：
  - _nVersion_ (4): 交易的 _nVersion_。
  - _nLockTime_ (4): 交易的 _nLockTime_。
  - 如果 _hash\_type & 0x80_ 不等于 `SIGHASH_ANYONECANPAY`:
    -  _**NEW**_ _sha\_outpoint\_flags_ (32): 输入的 outpoint flags 右移 24 位后，每个输入一个字节的连接序列化的 SHA256。(pegin 输入的字节将是 0x40。发行输入的字节将是 0x80。pegin 和发行版输入的字节都将是 0xc0。)
    - _sha\_prevouts_ (32): 所有输入 outpoint 的序列化的 SHA256。每个 prevout 输出索引是排除 outpoint flags 的掩码版本。 如上所述，对于 pegin 输入，这些将是父链上的 prevout。
    -  _**NEW**_ _sha\_asset\_amounts_ (32): 每个输出的 _nAsset\|\|nValue_ 的序列化的 SHA256。如上所述，对于 pegin 输入，将使用显式值（来自父链）和资产（peg 资产）。
    - _sha\_scriptpubkeys_ (32): 所有花费的输出 _scriptPubKey_ 的序列化的 SHA256。
    - _sha\_sequences_ (32): 所有输入 _nSequence_ 的序列化的 SHA256。
    -  _**NEW**_ _sha\_issuances_ (32): 具有发行版的输入的资产发行数据的连接序列化的 SHA256，没有发行版的输入为 _0x00_。（这匹配此哈希的 Segwit v0 编码。）
    -  _**NEW**_ _sha\_issuance\_rangeproofs_ (32): 所有输入的 _issuanceAmountRangeproof\|\|inflationKeysRangeproof_ 的连接的序列化的 SHA256，其中每个字段都编码为 _0x00_ (如果不存在, 或者存在显式发行时)
  - 如果 _hash\_type & 3_ 不等于 `SIGHASH_NONE` 或 `SIGHASH_SINGLE`:
    - _sha\_outputs_ (32): 以 `CTxOut` 格式的所有输出的序列化的 SHA256。
    -  _**NEW**_ _sha\_output\_witnesses_ (32): 以 `CTxOutWitness` 格式的所有输出见证（范围证明和防伪证明）的序列化的 SHA256。
- 关于此输入的数据：
  - _spend\_type_ (1): 等于 _(ext\_flag \* 2) + annex\_present_，其中 _annex\_present_ 如果不存在 annex 则为 0，否则为 1（原始 witness 栈有两个或多个 witness 元素，并且最后一个元素的第一个字节是 _0x50_）
  - 如果 _hash\_type & 0x80_ 等于 `SIGHASH_ANYONECANPAY`:
    -  _**NEW**_ _outpoint\_flag_ (1): 输入的 outpoint flags 右移 24 位。（比较上面的 _sha\_outpoint\_flags_ 。）
    - _outpoint_ (36): 此输入的 `COutPoint`（32 字节哈希 + 4 字节小端），其中输出索引不包括 outpoint flags。
    -  _**NEW**_ _nAsset_ (33): 此输入花费的先前输出的 (可能保密的) assetID
    -  _**NEW**_ _nValue_ (9-33): 此输入花费的先前输出的 (可能保密的) 金额
    - _scriptPubKey_ (35): 此输入花费的先前输出的 _scriptPubKey_，序列化为 `CTxOut` 中的脚本。它的大小始终为 35 字节。
    - _nSequence_ (4): 此输入的 _nSequence_。
    -  _**NEW**_ _asset\_issuance_ (1-130): 如果 _outpoint\_flag & 0x80 == 0x80_: 此输入的资产发行数据，否则为 _0x00_
    -  _**NEW**_ _sha\_single\_issuance\_rangeproofs_ (0-32): 如果 _outpoint\_flag & 0x80 == 0x80_: 此输入的 _issuanceAmountRangeproof\|\|inflationKeysRangeproof_ 的连接的序列化的 SHA256，其中每个字段都编码为 _0x00_ (如果不存在)
  - 如果 _hash\_type & 0x80_ 不等于 `SIGHASH_ANYONECANPAY`:
    - _input\_index_ (4): 此输入在交易输入向量中的索引。第一个输入的索引是 0。
  - 如果存在 annex（设置了 _spend\_type_ 的最低位）：
    - _sha\_annex_ (32): _(compact\_size(annex 的大小) \|\| annex)_ 的 SHA256，其中 _annex_ 包括强制性的 _0x50_ 前缀。
- 关于此输出的数据：
  - 如果 _hash\_type & 3_ 等于 `SIGHASH_SINGLE`:
    - _sha\_single\_output_ (32): 以 `CTxOut` 格式的相应输出的 SHA256。
    -  _**NEW**_ _sha\_single\_output\_witness_ (32): 以 `CTxOutWitness` 格式的相应输出见证（范围证明和防伪证明）的序列化的 SHA256。

_SigMsg()_ 的总长度对于 `ANYONECANPAY` sighash 为 _257--442_ 字节，对于非 `ANYONECANPAY` sighash 为 _366_ 字节，并且对于 `SIGHASH_NONE` sighash，这两个数字都减少了 64 字节，如果存在 annex，则增加 32 字节。 请注意，这不包括诸如 _sha\_prevouts_ 之类的子哈希的大小，这些子哈希可能会在同一交易的签名之间缓存。

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本文档是 BIP-0341 的修改副本，其中描述了 Elements 中用于 Taproot 输出的签名哈希。与 BIP-0341 不同的项目用 NEW 表示。

除了本文档中的更改外，BIP 341 和 342 中的四个标记哈希标签 TapLeaf、TapBranch、TapTweak 和 TapSighash 都带有后缀 /elements。

通用签名消息

Permalink: Common signature message

函数 SigMsg(hash_type, ext_flag) 计算作为字节数组签名的消息。它也隐式地是花费交易和它花费的输出的函数，但这些没有列出以保持符号简单。

参数 hash_type 是一个 8 位无符号值。重用了来自传统脚本系统的 SIGHASH 编码，包括 SIGHASH_ALL、SIGHASH_NONE、SIGHASH_SINGLE 和 SIGHASH_ANYONECANPAY，加上默认的 hash_type 值 0x00，它导致像 SIGHASH_ALL 一样对整个交易进行签名。以下限制适用，如果违反，会导致验证失败：

使用任何未定义的 hash_type (不是 0x00、0x01、0x02、0x03、0x81、0x82 或 0x83)。
使用 SIGHASH_SINGLE 而没有“相应的输出”（一个与被验证输入具有相同索引的输出）。

NEW 如果正在考虑的输入是一个 pegin 输入，则字段 nAsset、nValue 和 scriptPubKey（如果它们出现）取自 pegin witness 数据。使用的资产是侧链上的资产 ID，而不是父链上的资产 ID（如果有）。

NEW 签名哈希之前添加的 epoch 字段完全删除。如果 elements 中的 taproot 签名哈希有新的更新，他们将会使用新的 tagged hashes 来代替增加 epochs。

参数 ext_flag 是范围在 0-127 之间的整数，用于指示（在消息中）在消息末尾添加了扩展。

如果参数采用可接受的值，则消息是以下数据的连接，按顺序排列（每个项目的大小以字节为单位列出）。2、4 或 8 字节的数值以小端编码。

NEW 区块链数据：（理由：即使pubkeys被重用，签名也不能在不同的 Elements 实例中重用。）
- genesis_block (32): 区块链的创世区块的哈希值
- genesis_block (32): 再次创世哈希
控制：
- hash_type (1).
交易数据：
- nVersion (4): 交易的 nVersion。
- nLockTime (4): 交易的 nLockTime。
- 如果 hash_type & 0x80 不等于 SIGHASH_ANYONECANPAY:
- NEW sha_outpoint_flags (32): 输入的 outpoint flags 右移 24 位后，每个输入一个字节的连接序列化的 SHA256。(pegin 输入的字节将是 0x40。发行输入的字节将是 0x80。pegin 和发行版输入的字节都将是 0xc0。)
- sha_prevouts (32): 所有输入 outpoint 的序列化的 SHA256。每个 prevout 输出索引是排除 outpoint flags 的掩码版本。如上所述，对于 pegin 输入，这些将是父链上的 prevout。
- NEW sha_asset_amounts (32): 每个输出的 nAsset||nValue 的序列化的 SHA256。如上所述，对于 pegin 输入，将使用显式值（来自父链）和资产（peg 资产）。
- sha_scriptpubkeys (32): 所有花费的输出 scriptPubKey 的序列化的 SHA256。
- sha_sequences (32): 所有输入 nSequence 的序列化的 SHA256。
- NEW sha_issuances (32): 具有发行版的输入的资产发行数据的连接序列化的 SHA256，没有发行版的输入为 0x00。（这匹配此哈希的 Segwit v0 编码。）
- NEW sha_issuance_rangeproofs (32): 所有输入的 issuanceAmountRangeproof||inflationKeysRangeproof 的连接的序列化的 SHA256，其中每个字段都编码为 0x00 (如果不存在, 或者存在显式发行时)
- 如果 hash_type & 3 不等于 SIGHASH_NONE 或 SIGHASH_SINGLE:
- sha_outputs (32): 以 CTxOut 格式的所有输出的序列化的 SHA256。
- NEW sha_output_witnesses (32): 以 CTxOutWitness 格式的所有输出见证（范围证明和防伪证明）的序列化的 SHA256。
关于此输入的数据：
- spend_type (1): 等于 (ext_flag * 2) + annex_present，其中 annex_present 如果不存在 annex 则为 0，否则为 1（原始 witness 栈有两个或多个 witness 元素，并且最后一个元素的第一个字节是 0x50）
- 如果 hash_type & 0x80 等于 SIGHASH_ANYONECANPAY:
- NEW outpoint_flag (1): 输入的 outpoint flags 右移 24 位。（比较上面的 sha_outpoint_flags 。）
- outpoint (36): 此输入的 COutPoint（32 字节哈希 + 4 字节小端），其中输出索引不包括 outpoint flags。
- NEW nAsset (33): 此输入花费的先前输出的 (可能保密的) assetID
- NEW nValue (9-33): 此输入花费的先前输出的 (可能保密的) 金额
- scriptPubKey (35): 此输入花费的先前输出的 scriptPubKey，序列化为 CTxOut 中的脚本。它的大小始终为 35 字节。
- nSequence (4): 此输入的 nSequence。
- NEW asset_issuance (1-130): 如果 outpoint_flag & 0x80 == 0x80: 此输入的资产发行数据，否则为 0x00
- NEW sha_single_issuance_rangeproofs (0-32): 如果 outpoint_flag & 0x80 == 0x80: 此输入的 issuanceAmountRangeproof||inflationKeysRangeproof 的连接的序列化的 SHA256，其中每个字段都编码为 0x00 (如果不存在)
- 如果 hash_type & 0x80 不等于 SIGHASH_ANYONECANPAY:
- input_index (4): 此输入在交易输入向量中的索引。第一个输入的索引是 0。
- 如果存在 annex（设置了 spend_type 的最低位）：
- sha_annex (32): (compact_size(annex 的大小) || annex) 的 SHA256，其中 annex 包括强制性的 0x50 前缀。
关于此输出的数据：
- 如果 hash_type & 3 等于 SIGHASH_SINGLE:
- sha_single_output (32): 以 CTxOut 格式的相应输出的 SHA256。
- NEW sha_single_output_witness (32): 以 CTxOutWitness 格式的相应输出见证（范围证明和防伪证明）的序列化的 SHA256。

SigMsg() 的总长度对于 ANYONECANPAY sighash 为 257--442 字节，对于非 ANYONECANPAY sighash 为 366 字节，并且对于 SIGHASH_NONE sighash，这两个数字都减少了 64 字节，如果存在 annex，则增加 32 字节。请注意，这不包括诸如 sha_prevouts 之类的子哈希的大小，这些子哈希可能会在同一交易的签名之间缓存。