Bitcoinj源码阅读笔记一

bitcoinj core篇

Monetary.java

这是一个接口类，实现此接口代表是一个货币，例如比特币。接口中包含int smallestUnitExponet()(最小分割单元，通常是8)、long getValue()、int sigum()。

Coin.java

这是一个实现了Monetary接口的final类。 定义了不同大小的比特币：ZERO、CENT、MILLICOIN、MICROCOIN、SATOSHI、FIFTY_COIN、NEGATIVE_SATOSHI。定义了价值的加减乘除运算方法。

Base58.java

这个类主要用于编码比特币地址或者任意数据,使其变为方便阅读的有大小写字母组成的字符串。bitcoin中的base58与Flickr的略有不同。校验部分使用sha256哈希两次。主要的方法有：

//58字符 不包括0IlO
public static final char[] ALPHABET = "123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz".toCharArray();
    private static final char ENCODED_ZERO = ALPHABET[0];
    private static final int[] INDEXES = new int[128];
    static {
        Arrays.fill(INDEXES, -1);
        for (int i = 0; i < ALPHABET.length; i++) {
            INDEXES[ALPHABET[i]] = i;
        }
    }
/**
     * 将输入的byte编码成base58 字符串，无校验和.
     *
     * @param input the bytes to encode
     * @return base58-encoded string
     */
public static String encode(byte[] input){...}   
 
/**
     * 解码base58字符串 为原数据的 bytes.
     *
     * @param input the base58-encoded string to decode
     * @return the decoded data bytes
     * @throws AddressFormatException 如果base58不是一个合法的字符串 继承于IllegalArgumentException
     */
    public static byte[] decode(String input) throws AddressFormatException {...}

VersionedChecksummedBytes.java

比特币key的格式化类。格式化一般包括[one version byte]、[data types]、[4 checksum bytes]。在base58的基础上添加了比特币地址的前后缀校验。

bitcoinj在单元测试中使用BaseEncoding类，这个类来自com.google.common.io

public abstract class BaseEncoding {
	private static final BaseEncoding BASE64 = new BaseEncoding.StandardBaseEncoding("base64()", "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/", Character.valueOf('='));
	private static final BaseEncoding BASE64_URL = new BaseEncoding.StandardBaseEncoding("base64Url()", "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_", Character.valueOf('='));
	private static final BaseEncoding BASE32 = new BaseEncoding.StandardBaseEncoding("base32()", "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ234567", Character.valueOf('='));
	private static final BaseEncoding BASE32_HEX = new BaseEncoding.StandardBaseEncoding("base32Hex()", "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUV", Character.valueOf('='));
	private static final BaseEncoding BASE16 = new BaseEncoding.StandardBaseEncoding("base16()", "0123456789ABCDEF", (Character)null);
}

从源码中可以看出其支持base16、base32、base32Hex、base64、base64Url。

Encoding	Alphabet	char:byte ratio	Default padding	Comments
base16()	0-9 A-F	2.00	N/A	传统16进制，默认大写字母
base32()	A-Z 2-7	1.60	=	方便阅读，不会有0/O, 1/l的混淆，默认大写
base32Hex()	0-9 A-V	1.60	=
base64()	0-9 A-Z a-z + /	1.33	=
base64Url()	0-9 A-Z a-z - _	1.33	=	可安全的用于文件名、URLs, 不怕泄露

Address.java

比特币种的地址类似“1MsScoe2fTJoq4ZPdQgqyhgWeoNamYPevy”是从椭圆曲线产生的公钥处生成的(详细原理在Bitcoinj学习笔记之开始使用的密钥和地址有介绍)。因为是使用RIPEMD160对公钥进行hash，所以长度是160bits即20bytes。比特币采用支付给脚本的哈希值（pay-to-script-hash，P2SH）。

比特币的工作机制要求币的发送者必须在交易时时明确指定脚本。这种机制有的时候不太适用：假如在遇到支付场景时，卖家使用了多重签名地址，需要用户支付给一个脚本地址而不是一个简单的地址，这样对于用户而言会变得很复杂。

比特币用了一种很聪明的办法来解决这个问题，不仅可以实现多重签名地址支付，而且还可以实现复杂的资金监管规则。比特币使用的办法是：收款方告诉付款方“请把比特币支付给某个脚本地址，脚本的哈希值是xxx，在取款的时候，我会提上述哈希值对应的脚本，同时，提供数据通过脚本的验证。”而不是“请把比特币支付给某个公钥，公钥的哈希值是XXX”。

类中重要的方法有：

public class Address extends VersionedChecksummedBytes {
    /**
     * 20字节
     */
    public static final int LENGTH = 20;
    private transient NetworkParameters params;
     /**
     *
     * eg. new Address(MainNetParams.get(), NetworkParameters.getAddressHeader(), Hex.decode("4a22c3c4cbb31e4d03b15550636762bda0baf85a"));</pre>
     */
    public Address(NetworkParameters params, int version, byte[] hash160) throws WrongNetworkException {
       
    }
    
    /**
     * 返回代表P2SH脚本hash的地址
     */
    public static Address fromP2SHHash(NetworkParameters params, byte[] hash160) {}
    /** 
     *  返回一个地址，根据给定的脚本公钥计算出的hash
     */
    public static Address fromP2SHScript(NetworkParameters params, Script scriptPubKey) {}
   
}

StoredBlock.java

类中包含了blockheader、链工作总量等额外信息，提高了查询和计算效率不再需要每次从创世区块开始遍历。

public static final int CHAIN_WORK_BYTES = 12;
   public static final byte[] EMPTY_BYTES = new byte[CHAIN_WORK_BYTES];
   public static final int COMPACT_SERIALIZED_SIZE = Block.HEADER_SIZE + CHAIN_WORK_BYTES + 4;  // for height

   private Block header;
   private BigInteger chainWork;
   private int height;

   public StoredBlock(Block header, BigInteger chainWork, int height) {
       this.header = header;
       this.chainWork = chainWork;
       this.height = height;
   }