Constructure

Block

保存所有的交易，交易计算出的默克尔根，指向前一个区块的哈希指针，时间戳，随机数nonce，本区块的哈希。

• long nonce
• long timestamp
• String previousBlockHash
• int difficultyBits
  nbits编码
• List<Transaction> transaction
• Transaction coinbaseTransaction
  独立字段，方便快速校验 subsidy
• String merkleRoot
• String hash
  Hex 工具类统一 64 位定长

1. getMerkleRoot()计算默克尔根，工具方法，递归 double-sha256，叶子顺序 txId。
2. computeBlockHash()计算区块哈希，固定顺序：version + prevHash + merkleRoot + time + bits + nonce → double-sha256 → 小端 hex。
3. validateBlockHeader()
   1. 难度校验：hash ≤ targetFromBits(difficultyBits)
   2. 时间漂移：time ≤ now+7200s（Bitcoin 规则）
   3. coinbase 必须在`tx[0]且仅有一个。

Transaction

交易，采用utxo模型，没有账户概念。

• String version
  目前固定为1
• long timestamp
• String txId
• List<TxIn> txIns
• List<TxOut> txOuts

1. calculateTxId() 计算交易哈希（即txId）
   把 version|timestamp|txIns[]|txOuts[] 序列化后 double-sha256。注意txIns的签名不参与计算。
2. getSizeBytes()预估交易体积

TxIn

交易输入。

• String prevTxId
• int prevTxOutIndex
• String signature
  Hex 编码的 DER 签名
• String pubKey
  Hex 编码的压缩公钥（33 字节）

1. 签名内容 = 简化后的“SIGHASH_ALL”
   byte[] toSign = TxUtils.getRawDataToSign(spendingTx, inputIndex, prevTxOut);
   具体做法：
   a) 把当前交易所有 txIn 的 signature 字段先置空；
   b) 把对应 txIn 的 prevTxOut.script 字段替换成 prevTxOut.amount+pubKey 的简单拼接；
   c) 对整个交易做 double-sha256；
   d) 使用 ECDSA(secp256k1) 签名，结果转 DER → Hex。

2. 验签
   在 Blockchain.addTransaction() 时执行：
   ECDSA.verify(toSign, signature, pubKey)

TxOut

• String recipientPubKeyHash
  Hex，20 字节 RIPEMD160(SHA256(pubKey))
• long amount
  单位是聪

1. 解锁条件简化规则
   花费时必须提供：
   • 与 recipientPubKeyHash 匹配的公钥（33 字节）
   • 对该笔交易整体哈希的有效 ECDSA 签名
     即“谁掌握私钥，谁就能花”。
2. serialize()/deserialize()
   用于持久化与网络传输，顺序：amount(8)+recipientPubKeyHash(20) 共 28 字节。

Miner

矿工类，可以有单个wallet，打包交易调用Block生成新区块。

• Wallet coinbaseWallet
• String extraNonce
  可放入 coinbase 脚本，防止快速重复(我也不知道啥意思)

1. Block mineBlock(Blockchain chain, List<Transaction> txs)

Wallet

管理密钥对、创建交易、查看余额

• ECKey keyPair 密钥对
• Stringaddress;
  Base58Check(0x00 + hash160 + 4 字节校验)
• Map<String, TxOut> ownedUtxo;
  仅跟踪与己相关的 UTXO
• long updateTime

1. String getAddress()
   return Base58Check.encode(Hash160.of(keyPair.getPubKey()));
2. Transaction createTransaction(List<TxOut> txOuts)
3. void syncWithChain(Blockchain chain)
   扫描链上所有区块，把 pubKeyHash 匹配的 TxOut 加入 ownedUtxo，同时删除已花费的。

Blockchain

区块链全节点实例，通过创建一个Blockchain来启动一个全节点。

• List<Block> chain
• int difficultyBits
  每2016块调整
• ConcurrentLinkedQueue<Transaction> pendingTransactions
• BigDecimal miningReward
• ConcurrentHashMap<String, Transaction.TxOut> utxoPool = new ConcurrentHashMap<>()

1. addBlock(Block b)
   1. 校验 header、merkle、难度、时间、coinbase；
   2. 每笔交易执行双花检查：txIn使用的UTXO必须存在于utxoPool。
   3. 更新utxoPool：删除所有输入，新增所有输出
   4. 加入chain中
   5. 持久化（先不做）
2. createGenesisBlock
3. getLatestBlock
4. getPendingTransactions
5. addTransactionToPending
   1. 格式、签名、金额、UTXO 存在性校验；
   2. 加入pendingTransactions。
6. minePendingTransactions
7. createCoinbaseTransaction
8. 分叉处理（先不实现）

Utils

• HashUtils
  – doubleSha256(byte[] data)
  – hash160(byte[] pubKey)

• TargetUtils
  – decodeBits(int bits) → BigInteger target
  – encodeBits(BigInteger target) → int

• ECDSAUtils
  – sign(byte[] message, BigInteger priv)
  – verify(byte[] message, String sigHex, String pubKeyHex)

• Base58Check
  – encode/decoder，带 4 字节校验。