Как работают транзакции в сети Bitcoin

Транзакция Bitcoin — это передача цифровой ценности между участниками сети с помощью криптографически защищённого механизма. В отличие от банковской системы, в которой посредники фиксируют и подтверждают переводы, в блокчейне роль «реестра» исполняет распределённая база данных, доступная всем участникам. Каждая транзакция содержит данные о входах (inputs), выходах (outputs), размере комиссии и цифровых подписях, обеспечивающих безопасность.

Суть транзакции заключается в том, что владелец монет (точнее — UTXO, непотраченных выходов предыдущих транзакций) использует закрытый ключ, чтобы подписать передачу этих монет другому пользователю. Получатель в этом случае указывает адрес (публичный ключ в виде hash160), на который «падают» монеты.

Структура транзакции: какие данные включает операция

Каждая транзакция Bitcoin представляет собой набор структурированных данных, оформленных в определённом формате. Основные компоненты включают:

Version — версия протокола.
Inputs — ссылки на предыдущие UTXO, которые тратятся.
Outputs — адреса и суммы, на которые переводятся средства.
Locktime — параметр, определяющий, с какого момента транзакция может быть включена в блок.
ScriptSig и ScriptPubKey — скрипты, подтверждающие право распоряжения средствами.

Особенность Bitcoin в том, что транзакция тратит полностью UTXO — «монету», оставшуюся после предыдущей операции. Если сумма больше, чем требуется, сдача возвращается обратно на адрес отправителя как новый UTXO.

Пример: как выглядит реальная транзакция в блокчейне

Рассмотрим пример упрощённой транзакции:

Input: Тратится UTXO с адреса A, в размере 0.5 BTC.
Output 1: Перевод 0.3 BTC на адрес B.
Output 2 (сдача): 0.199 BTC возвращается на адрес A.
Комиссия: 0.001 BTC остаётся майнерам.

Эта транзакция попадает в сеть, подписанная приватным ключом отправителя.

Как работает Mempool BTC: очередь необработанных транзакций

Когда транзакция создаётся и подписывается, она отправляется в сеть и попадает в mempool (memory pool) — специальную «память» узлов, где хранятся транзакции, ожидающие подтверждения. Узлы проверяют её на корректность:

Подлинность цифровой подписи.
Доступность UTXO (не потрачен ли уже).
Правильность скриптов.
Размер комиссии.

Если транзакция проходит проверки, она остаётся в mempool BTC до тех пор, пока не будет включена майнером в блок.

Подтверждение транзакции: что это и почему важно

Подтверждение (confirmation) — это включение транзакции в блок. Когда майнер находит новый блок и добавляет его к цепочке, он включает в него несколько транзакций из mempool, включая ту, о которой идёт речь. Эта транзакция получает одно подтверждение.

С каждым новым блоком поверх текущего подтверждение увеличивается. Для небольших сумм достаточно 1–3 подтверждений. Для крупных переводов или при операциях с биржами требуется 6 и более.

Чем выше комиссия — тем выше шанс, что майнер включит транзакцию в следующий блок.

Процесс обработки транзакции шаг за шагом

Чтобы понять, как работает система в целом, рассмотрим детальный процесс прохождения транзакции:

Шаг 1. Создание и подпись

Пользователь формирует транзакцию в своём кошельке, указывая адрес получателя, сумму и комиссию. Затем он подписывает её своим приватным ключом.

Шаг 2. Распространение по сети

Транзакция рассылается по P2P-сети, попадая в mempool других узлов. Каждая нода проверяет её корректность и добавляет к своим необработанным транзакциям.

Шаг 3. Проверка узлами

Узлы убеждаются, что входы действительны, UTXO не потрачены, подписи верны, и комиссия приемлемая.

Шаг 4. Ожидание майнинга

Майнеры выбирают транзакции с наиболее высокими комиссиями и включают их в создаваемые блоки. Остальные продолжают «висеть» в mempool.

Шаг 5. Подтверждение

После нахождения блока транзакция получает 1 подтверждение. С каждым последующим блоком — ещё по одному.

Роль комиссии и приоритета

Майнеры получают награду не только за нахождение блока (в виде вновь созданных BTC), но и за комиссии транзакций. Это создаёт стимул выбирать наиболее выгодные операции. Пользователь может задать комиссию вручную:

Низкая комиссия → долгое ожидание в mempool.
Высокая комиссия → быстрое включение в блок.

В периоды высокой загрузки сети размер комиссий может резко возрасти.

Жизненный цикл транзакции Bitcoin

Этап	Описание	Время обработки
1. Создание	Подпись, сбор входов и выходов	Мгновенно
2. Рассылка	Отправка в mempool других узлов	Несколько секунд
3. Проверка	Проверка корректности, UTXO и комиссий	До 10 секунд
4. Включение в блок	Добавление в новый блок	10 минут в среднем
5. Подтверждения	Рост количества подтверждений с каждым новым блоком	Каждые 10 минут

Что происходит при конфликте: двойная трата и защита сети

Одна из целей подтверждений — предотвращение двойной траты. Злоумышленник может попытаться отправить те же монеты дважды (в разные транзакции). Но только одна из них будет включена в блок, а другая — отвергнута.

Если вы отправляете средства с низкой комиссией, вторая транзакция может попытаться «перекупить» первую. Это редкость, но риск существует до получения первого подтверждения.

Сетевой консенсус и правило «самой длинной цепи» позволяют выбрать только одну версию истории транзакций.

Особые случаи: возврат, замена и отмена

Транзакции в блокчейне необратимы, но при использовании функции Replace-by-Fee (RBF) можно повторно отправить ту же транзакцию с более высокой комиссией, если старая «застряла». Это позволяет «ускорить» подтверждение.

Если транзакция ещё не включена в блок, можно попытаться её отменить путём перезаписи — но это работает не во всех кошельках и требует опыта.

После первого подтверждения отменить операцию невозможно.

Как смотреть статус транзакции

Проверить статус можно через публичные блок-эксплореры, например:

blockchain.com
blockstream.info
mempool.space

Нужно указать хеш транзакции (TXID), после чего откроется страница с её данными: входы, выходы, комиссия, количество подтверждений.

Влияние SegWit и Taproot на структуру транзакций

Обновления протокола, такие как SegWit и Taproot, меняют структуру транзакций:

SegWit выносит подписи из основной части, уменьшая размер и повышая пропускную способность.
Taproot позволяет создавать более гибкие скрипты, увеличивая конфиденциальность.

Эти улучшения влияют на эффективность подтверждения транзакций и снижают комиссии.

Заключение

Понимание того, как работает транзакция Bitcoin, позволяет не только безопасно и эффективно использовать криптовалюту, но и минимизировать риски, связанные с комиссией, задержками или ошибками. Система Bitcoin строится на математической надёжности, децентрализации и прозрачности, а её транзакционный механизм — это основа, на которой держится вся сеть. От создания и подписи до подтверждения и хранения в блокчейне — каждая операция проходит проверенные этапы, формируя единое поле цифрового доверия.