Биткоин транзакция: состав, проверка, анонимность — гид для новичков

Биткоин-транзакция — это базовое действие, которое передаёт ценность в сети Bitcoin. По сути, транзакция — это пакет данных, который расходует определённое количество биткоинов с одного или нескольких адресов и переназначает их на новые адреса. Каждая on-chain (ончейн) оплата, которую вы отправляете или получаете в Bitcoin, фиксируется как транзакция в реестре блокчейна. Когда Алиса отправляет 1 BTC Бобу, на самом деле Алиса создаёт транзакцию, ссылающуюся на свои непотраченные выходы (Unspent Transaction Outputs, или UTXO — биткоины, полученные от предыдущих транзакций), и присваивает их новому выходу, подконтрольному адресу Боба. Эта транзакция затем транслируется в сеть Bitcoin, проверяется нодами и майнерами и — после включения в блок — становится постоянной частью блокчейна.

Чтобы проще понять, представьте себе биткоин-транзакцию не как перемещение физических монет с одного счёта на другой, а как обновление записей о собственности. Биткоин использует модель UTXO (Unspent Transaction Output, непотраченный выход транзакции). Это значит, что реестр — это совокупность выходов предыдущих транзакций, которые ещё не были потрачены (UTXO — по сути «куски» биткоинов, которыми кто-то владеет). Транзакция использует эти UTXO в качестве входов, помечает их как потраченные и создаёт новые UTXO-выходы для получателей. Каждый выход содержит сумму в BTC и скрипт блокировки (как правило, в виде адреса), который определяет, кто сможет их потратить. Каждый вход должен ссылаться на предыдущий выход (по идентификатору транзакции и индексу выхода) и предоставлять действительную подпись для его разблокировки. Проще говоря: входы — источники средств, выходы — места назначения. Такая конструкция обеспечивает безопасность и трассируемость Bitcoin: каждую единицу BTC можно отследить по цепочке транзакций до момента её создания (награда за майнинг).

Когда вы используете биткоин-кошелёк для отправки BTC, программа кошелька, как правило, собирает некоторые из ваших UTXO (например, если у вас есть два UTXO на 0.6 BTC и 0.5 BTC, а вы хотите отправить 0.7 BTC — кошелёк использует их в качестве входов), подписывает транзакцию вашими приватными ключами и создаёт выходы: адрес получателя на 0.7 BTC и «сдачу» обратно на ваш адрес (0.4 BTC в примере, за вычетом комиссии). Весь этот пакет — входы, выходы, подписи и некоторые вспомогательные поля — составляет формат биткоин-транзакции.

Ключевые свойства биткоин-транзакций:

• Они идентифицируются с помощью TXID (Transaction ID) — хэша данных транзакции. TXID служит уникальным идентификатором для поиска транзакции в блокчейне.
• У каждой транзакции есть размер (в байтах), и комиссия рассчитывается, исходя из этого размера. Пользователи прикладывают комиссию для стимулирования майнеров включать их транзакцию в блок.
• Транзакция может содержать несколько входов и выходов. Несколько входов часто нужны, чтобы кошелёк мог собрать нужную сумму из разных UTXO. Несколько выходов позволяют отправить деньги нескольким адресатам за раз или — чаще — отправить основную сумму получателю, а остаток вернуть себе как сдачу.

Как подтверждается транзакция в Bitcoin?

Когда вы отправляете биткоин-транзакцию (кошелёк осуществляет её трансляцию на пиринговые узлы), она попадает в «мемпул» (memory pool) сети Bitcoin. На этом этапе транзакция считается неподтверждённой — она ожидает, пока майнер включит её в блок. Полные ноды независимо валидируют её: проверяют, что все входы соответствуют реальным UTXO и ещё не были потрачены, что подписи действительны (подтверждая право отправителя распоряжаться средствами), а также что не нарушены другие правила (например, сумма входов ≥ сумма выходов — чтобы не появлялись «новые» монеты из воздуха). Если транзакция проходит валидацию, она остаётся в мемпуле; если нет (например, попытка потратить уже потраченный UTXO или слишком низкая комиссия), ноды её отклоняют, и она не распространяется далее.

Далее майнеры отбирают транзакции из мемпула для формирования кандидат-блока. Обычно майнеры сортируют транзакции по ставке комиссии (сатоши за байт) — приоритет получают более выгодные транзакции, ведь место в блоке ограничено, а майнеры стремятся максимизировать прибыль с комиссий (fees). Когда майнер находит блок (решая задачу proof-of-work), этот блок с пакетом транзакций распространяется по сети. Теперь все транзакции в этом блоке считаются подтверждёнными (1 подтверждение). Каждый следующий блок даёт ещё одно подтверждение, ещё сильнее закрепляя транзакцию в истории. После 6 подтверждений транзакция, как правило, считается необратимой ввиду крайне низкой вероятности такой глубокой реорганизации цепи.

Важно: после подтверждения транзакции её входы (UTXO) считаются потраченными и не могут использоваться снова. Её выходы становятся новыми UTXO, которые могут использоваться как входы в следующих транзакциях. Таким образом, «право распоряжения» биткоинами передаётся от одного владельца к другому через цепочку транзакций.

Поток биткоин-транзакции (источник)

Транзакционные комиссии и скорость

Каждая биткоин-транзакция облагается сетевой комиссией, которую обычно платит отправитель. Комиссия равна разности между суммой входов и выходов (Input sum – Output sum). Например, если вы расходуете входы на 1.0 BTC, а выходы составляют 0.998 BTC, оставшиеся 0.002 BTC идут майнеру как комиссия. Размер комиссии нефиксированный: он выбирается отправителем исходя из текущей нагрузки сети и желаемой скорости подтверждения. Поскольку каждый блок вмещает лишь около 1–2 МБ транзакций (в среднем 2 000–4 000 транзакций, зависит от размера), пропускная способность Bitcoin ограничена, а пользователи соревнуются за место в блоке с помощью комиссий.

Когда сеть перегружена большим количеством неподтверждённых транзакций, комиссии растут, а транзакции с низкой комиссией могут ждать подтверждения долго. Например, в периоды ажиотажа среднее время подтверждения затягивается. Яркий пример — май 2023 и середина июля 2024 года, когда всплески активности в сети вызвали сильные очереди. 19 июля 2024 среднее время подтверждения биткоин-транзакций почти достигло 23 часов, с более чем 116 000 транзакций, застрявших в мемпуле — пользователи соревновались за попадание в блоки. За несколько дней до этого, при более низком спросе, среднее время подтверждения было всего около часа — наглядная иллюстрация волатильности ситуации. Обычно пользователи следят за комиссионным рынком и выставляют такую комиссию, чтобы транзакция попала в блок в приемлемый для них срок. Современные кошельки часто подсказывают оптимальный размер комиссии или предлагают выбор между режимами «эконом» и «приоритет».

Комиссия зависит и от “веса” (размера) транзакции в байтах, а не только от передаваемой суммы. Транзакция с большим числом входов, сложным скриптом (например, мультиподпись) может занимать сотни байтов — и потребует больше комиссии, чтобы иметь ту же ставку (sat/B), что простая. С 2017 года внедрены технологии типа Segregated Witness (SegWit), увеличившие эффективную пропускную способность блока и снизившие «вес» части данных (подписей), так что за тот же лимит 1 МБ теперь помещается больше транзакций. Сейчас большинство транзакций используют формат SegWit, что помогает держать комиссии ниже. Ещё одно обновление — Taproot (ноябрь 2021), оптимизировавшее отдельные типы транзакций и смарт-контракты, хотя его влияние на комиссии носит косвенный характер (разрешая более сложные сценарии с меньшими издержками в некоторых кейсах).

Для пользователей, которым нужны более быстрые или масштабируемые переводы, Bitcoin поддерживает решения второго уровня (Layer-2). Наиболее известная из них — Lightning Network, позволяющая открыть платёжный канал через ончейн-транзакцию и затем проводить множество мгновенных off-chain транзакций (разрешение по итогам — в блокчейне при закрытии канала). Lightning-транзакции не попадают в блокчейн, потому они практически мгновенные и с очень низкой комиссией, что удобно для небольших или частых платежей, где on-chain ограничена комиссиями и временем подтверждения. Однако Lightning подходит не всем сценариям и не отменяет необходимости ончейн-операций, ведь открытие и закрытие каналов — это тоже ончейн.

Жизненный цикл биткоин-транзакции (пошагово)

Итак, кратко, путь обычной биткоин-транзакции:

1. Создание: Кошелёк пользователя формирует транзакцию: выбирает один или несколько UTXO в качестве входов (их суммарной стоимости должно хватать на сумму перевода плюс комиссию). Далее задаются выходы — как правило, один выход к получателю и, если нужно, один к себе для возврата сдачи. Каждый выход указывает сумму в BTC и «блокируется» скриптом, соответствующим адресу назначения (обычно стандартный скрипт с требованием представить приватный ключ от адреса).
2. Подпись: Кошелёк использует приватные ключи адресов-входов для создания цифровых подписей, размещая их в поле scriptSig (или witness — для SegWit). Подпись доказывает владение этими средствами и разрешение на их трату. Если хоть одна подпись некорректна — транзакция станет недействительной.
3. Трансляция: Подписанная транзакция (байтовый массив, обычно сериализован в hex-формате) транслируется в peer-to-peer сеть Bitcoin. Она быстро распространяется по нодам по всему миру. Каждая получившая её нода проводит проверки на правильность синтаксиса, актуальность и непотраченность UTXO, валидность подписей и т.д. Если проходит — транслирует дальше, помещает в свой мемпул.
4. Ожидание в мемпуле: Транзакция лежит в общем «супе» мемпула с другими операциями. На этом этапе транзакция ожидает — кошельки показывают её как «неподтверждённую». Она ждёт, когда её подберёт майнер.
5. Майнинг и подтверждение: Майнер включает транзакцию в блок (если комиссия достаточная — приоритет выше). Когда блок добыт (выиграно Proof-of-Work), он транслируется в сеть. Ноды проверяют и принимают его, тем самым принимают все транзакции в блоке. Теперь операция подтверждена и навсегда записана в блокчейне на определённой высоте блока. Выходы теперь можно тратить (большинство кошельков ждёт минимум 1 подтверждения для повторной отправки).
6. Последующие подтверждения: Каждый новый блок в цепи увеличивает количество подтверждений. Чем больше подтверждений, тем меньше шанс отмены транзакции (теоретически возможно лишь при реорганизации блоков, что крайне маловероятно после первой или второй глубины, если только не случится атака 51%). При среднем времени блока ~10 минут чаще всего через час (6 блоков) биржи и продавцы считают перевод необратимым.

Bitcoin Lightning Network (источник)

Особые случаи и последние тенденции

Помимо стандартной биткоин-транзакции, есть ряд специальных вариантов:

• Coinbase-транзакция: Не путайте с одноимённой биржей. Coinbase-транзакция — первая операция в каждом блоке, она создаёт новые биткоины (награду за блок) и отправляет их майнеру. У неё нет входов (создание новых монет), есть один или несколько выходов (выплата майнеру). Обычные пользователи такие операции не создают — это прерогатива майнеров.
• Мультиподпись: Некоторые выходы требуют нескольких подписей (например, адрес 2-из-3). Транзакции, их расходующие, содержат несколько подписей, соответствующих требуемым ключам. С точки зрения пользователя это просто более сложный скрипт блокировки/разблокировки. Используется для коллективных счетов, увеличения безопасности и т.д.
• Батчинг: Часто (например, биржи или сервисы) объединяют выплаты нескольким получателям в одну транзакцию с несколькими выходами. Это эффективнее, чем отправлять много отдельных переводов, ведь «перекрывающиеся» байты экономят размер/комиссию.
• Выходы SegWit и Taproot: Современные адреса Bitcoin (bech32, начинаются с bc1...) используют SegWit, который выносит данные подписи за пределы основного блока в специальную «witness»-структуру, снижая комиссии. Taproot (подвид bech32 — bc1p...) позволяет реализовать ещё более сложные условия вывода (Schnorr-подписи, MAST и др.), но для обычного пользователя всё работает аналогично — просто механизм под капотом эволюционировал.

Одна из ярких последних тенденций — использование биткоин-транзакций не только для перевода средств. В 2023 году появился протокол Ordinals, позволивший встраивать произвольные данные (картинки, текст — по сути NFT под названием inscription) в раздел witness транзакции. Это вызвало волну транзакций для чеканки и передачи цифровых артефактов. Результат — всплеск перегруженности сети, резкий рост комиссий в сети Bitcoin. За год средняя комиссия выросла в 25 раз из-за популярности Ordinals и BRC-20-токенов на биткоин-блокчейне. В сообществе разгорелась дискуссия: стоит ли такими способами использовать базовый слой сети. Зато стало ясно, что биткоин-транзакции могут нести не только ценность, но и активы/данные, пользуясь высоким уровнем безопасности блокчейна. Однако такие тренды напомнили и о строгих лимитах его пропускной способности: блокчейн Bitcoin сознательно жертвует скоростью ради децентрализации и безопасности, поэтому off-chain и другие решения 2 уровня (например, Lightning) — логичная стратегия на будущее: базовый слой останется для расчетов и крупных переводов, а ежедневные микротранзакции — уходят во «второй» уровень.

Bitcoin SegWit (источник)

Рекомендации по работе с биткоин-транзакциями

Среднестатистическому пользователю знание некоторых технических нюансов поможет использовать Bitcoin более эффективно и безопасно:

• Всегда делайте резервную копию кошелька, что на практике означает резерв копии закрытых ключей или seed-фразы. Транзакции необратимы — утрата ключа/сид-фразы = утрата биткоинов (или возможность их кражи).
• Проверяйте комиссии до отправки. Обычно перевод подтверждается за 10–20 минут с небольшой комиссией, но в периоды перегрева сети (например, во время хайпа вокруг мем-токенов или NFT на Bitcoin) может понадобиться заплатить гораздо больше или ждать часами/сутками. Используйте сайты или встроенные в кошельки калькуляторы для оценки приоритетных комиссий.
• Если часто платите сразу нескольким адресатам, используйте батчинг или рассмотреть Lightning/другие сайдчейны для мелких переводов. Это экономит комиссии и не захламляет блокчейн.
• Помните: биткоин-транзакции публичны. Любой может найти операцию по TXID и увидеть адреса и суммы. Адреса в Bitcoin псевдонимны (не привязаны к личности), но анализ потоков зачастую возможен. Для улучшения приватности можно использовать CoinJoin и миксеры — они затрудняют сопоставление входов и выходов.
• Если транзакция «зависла» (долго не подтверждается из-за низкой комиссии) — используйте механизмы Replace-By-Fee (RBF, если поддерживается кошельком) для увеличения комиссии или Child-Pays-For-Parent (CPFP) — отправьте новую транзакцию с высокой комиссией, использующую выходы не подтверждённой, чтобы побудить майнеров включить обе сразу. Это продвинутые тактики управления комиссиями.
• Всегда перепроверяйте адрес при отправке! Биткоин-адресы длинные, кошельки обычно предлагают QR-коды или копипаст. Убедитесь в правильности адреса (вредонос ПО перехватывает буфер обмена). Транзакции необратимы — ошибка адреса = безвозвратная утрата средств.

В заключение: транзакция Bitcoin — это атомарная операция, которая питает всю экономику сети, от самой первой передачи (когда Сатоши Накамото отправил 10 BTC Халу Финни 12 января 2009 года) до миллионов ежедневных операций. Это уникальное сочетание криптографии (подписи подтверждают право собственности), распределённых систем (распространение в peer-to-peer сети) и экономических стимулов (комиссии и подтверждения через майнинг). Понимание транзакций даёт инсайт в устойчивость и децентрализацию Bitcoin: ни один центральный участник не «одобряет» транзакции — правила гарантируют и поддерживают сеть, а включение в реестр обеспечивает майнеры и ноды. Каждый пользователь Bitcoin, создавая и отправляя транзакции, записывает новую строчку в глобальный реестр ценности.