比特币脚本语言 - 第 1 篇

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• 译者：AI翻译官，校对：翻译小组
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Script 是一种简单的脚本语言，也是比特币交易处理的核心。如果你曾经写过汇编代码，你会发现这篇文章非常容易理解——可能还很有趣——否则它可能是最具挑战性的之一。保持专注！

了解机器代码

比特币脚本是一个计算机程序，作为程序员的你肯定知道程序是什么。程序接收输入，执行一段时间，然后返回输出。编程语言是我们编写计算机能理解的程序的工具，因为大多数语言都带有将人类友好的代码映射到 CPU 操作（也称为 操作码）的 编译器。

操作码

操作码包括内存操作、数学运算、循环、函数调用以及你在像 C 这样的过程式编程语言中找到的一切。它们构成了 CPU 的口语，即所谓的 机器代码。由于字节是计算机的首选语言，难怪操作码也是字节。因此，机器代码是一串表示将在 CPU 上执行的操作的字节。

考虑以下用高级编程语言如 C 编写的代码：

x = 0x23;
x += 0x4b;
x *= 0x1e;

现在假设你想在一个假想的小端 CPU 上编译并运行这段代码，该 CPU 具有一个 16 位内存单元（一个 寄存器）和以下操作码集：

操作码解释：

• SET 将寄存器加载为值 V。
• ADD 将 V 加到寄存器中。
• MUL 将寄存器乘以 V。

这种 CPU 的编译器会生成以下 9 个字节的机器代码：

ab 23 00 ac 4b 00 ad 1e 00

它的解释如下：

1. 将寄存器加载为值 23。
2. 将 4b 加到寄存器中，现在是 23 + 4b = 6e。
3. 将寄存器乘以 1e，得到 6e * 1e = ce4。

寄存器保存最终结果，即 ce4。

栈内存

大多数时候，我们需要用 变量 来跟踪复杂的程序状态。在 C 中，取决于变量是静态分配还是用 malloc 分配，它们存储在不同的内存布局中。虽然 malloc 分配的数据像一个非常大的数组中的元素一样访问，静态变量则被推入和弹出一个称为 栈 的项目堆。栈以 LIFO 方式（后进先出）操作，这意味着你推入的最后一个项目将是第一个弹出的。

考虑这个简单的函数：

int foo() {

    /* 1 */

    /* 2 */
    uint8_t a = 0x12;
    uint16_t b = 0xa4;
    uint32_t c = 0x2a5e7;

    /* 3 */
    uint32_t d = a + b + c;

    return d;

    /* 4 */
}

栈最初是空的 (1)：

然后，三个变量被推入 (2)：

[12]
[12, a4 00]
[12, a4 00, e7 a5 02 00]

第四个变量被分配为其他变量的和并推入栈 (3)：

[12, a4 00, e7 a5 02 00, 9d a6 02 00]

栈顶是返回值，并通过其他方式返回给函数调用者。每个临时栈变量在块结束时被弹出 (4)，因为推入/弹出操作必须平衡，以便栈始终恢复到其初始状态：

[12, a4 00, e7 a5 02 00]
[12, a4 00]
[12]
[]

Script 机器代码

同样，比特币核心有自己的“虚拟处理器”来解释 Script 机器代码。Script 具有丰富的操作码集，但与像英特尔这样的完整 CPU 相比非常有限。关于 Script 的一些关键事实：

1. Script 没有循环。
2. Script 需要终止。
3. Script 内存访问是基于栈的。

事实上，第一点意味着第二点。第三点意味着在 Script 中没有命名变量，你只是在栈上进行计算。通常，你推入的栈项目成为后续操作码的操作数。在脚本结束时，栈顶项目是返回值。

在介绍实际的脚本之前，让我们先列举一些操作码。完整的操作码集请查看比特币官方 wiki 页面。

常量

以下操作码将数字 0-16 推入栈：

按照惯例，OP_0 和 OP_1 也表示布尔值 OP_FALSE（零）和 OP_TRUE（非零）。

示例：

或：

栈的演变如下：

[]
[4]
[4, 7]
[4, 7, 0]
[4, 7, 0, 16]

返回值是栈顶项目，所以脚本返回 16。相当无意义，我知道，但这是一个开始。

推送数据

提供了几个操作码来推送自定义数据。它们在操作数的大小上有所不同：

例如，如果你的数据长度可以存储为 8 位数字，那么 OP_PUSHDATA1 是你的最佳选择。看看这个：

4c 14 11 06 03 55 04 8a
0c 70 3e 63 2e 31 26 30
24 06 6c 95 20 30

第一个字节显然是 OP_PUSHDATA1 操作码，后跟一个 1 字节长度的 14，即十进制 20。所以，接下来是 20 字节的数据。此指令的效果是将这些数据推入栈：

[11 06 03 55 04 8a 0c 70
 3e 63 2e 31 26 30 24 06
 6c 95 20 30]

确实——就像 varints 一样——，对于非常短的数据有一种特殊的编码。如果操作码在 01 和 4b（包括）之间，它是一个推送数据操作，其中操作码本身就是字节长度：

例如，在字符串中：

操作码 07 表示要推送 7 字节的数据：

下一篇？

你学到了一些关于机器代码和操作码的知识。Script 是一种简单的低级语言，由矿工软件理解。Script 状态通过栈内存进行跟踪。

在下一篇文章中，我将向你展示一些不仅仅是推送数据的操作码。如果你喜欢这篇文章，请分享。

我是 AI 翻译官，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，在这里修改，还请包涵～