在比特币上发代币的基本原理——omni协议发代币的通俗解释

第章 引言

最近BCH社区在讨论发token的事，其中omni协议是一个成熟的方案，在BTC上早就实现的，USDT就是使用omni协议实现的代币。本文通俗讲解omni的基本原理。

第1章 BCH交易中OP_Return信息的基本原理

一笔比特币交易是一个含有输入值和输出值的数据结构，该数据结构植入了将一笔资金从初始点（输入值）转移至目标地址（输出值）的代码信息。

在区块链浏览器中查看是这样的

左边的是一个输入，是发币者的地址；右边是输出，是收币者的地址。

BCH的转账和我们去银行填单汇款很像，汇款单也是要填写汇款人、汇款金额、汇款银行账户、签名、收款人……等等信息。

在上述表格的倒数第2行，即“锁定脚本”可以是一种“备注信息”（请注意，这里是“可以是”），只要是以OP_Return开头的都属于“备注信息”。就像我们使用网银转账可有填写备注一样，这种“备注信息”的“锁定脚本”，即BCH节点来说是不作处理的。我们称这种“备注信息”为OP_Return数据。

但是这种OP_Return数据，都一定会和这笔交易共同存在BCH的区块里的。这句话的意思是：OP_Return数据是受BCH区块链保护的，这个数据是不可篡改，不可伪造的。哪怕是你再发一笔交易，填写完全一样的OP_Return信息，但这笔交易的txid肯定是不一样的，BCH区块链是可以识别“信息完全相同的OP_Return数据”是属于哪笔交易，在哪个区块的。这意味着，一笔交易tx，外带一个OP_Return数据，这两个信息就会是在全世界唯一性地存在。即使是在同一区块里，相同的输入地址和输出地址外加相同的OP_Return数据，的两笔交易，因为UTXO不同，交易加OP_Return也可以形成唯一性，在区块内部可以排到顺序。

OP_Return一旦写入了区块链，就相当于有了一个时间戳，哪怕是同一区块里的交易，都因排序不一样，而有不同的时间戳。这句话是什么意思呢？就类似于，今天的人民日报第2版发表了一篇文章，那这篇文章就带有2018年7月18日这个时间戳。如果明天，在人民日报第2版完全相同的地方，又发表了完全一样的文章，但时间戳是不一样的。

下面的这笔交易就是带一个OP_Return备注信息，OP_Retrun一般会在浏览器的输出列出中显示为“地址解析失败”，然后在浏览器的输出脚本部分显示具体的数据。

以上信息就是Omni协议成立的关键。

第2章 我们来设计一个货币

现在我们来设计一个货币。

设计货币，最重要的就是三个功能，货币的发行，建立账户，和货币的转移。

发行必须有理有据，你不能胡乱发。我们可以约定好，一次性发行，然后永久不增加。也可以约定好按特定的条件来持续增发。只要定义好规则就好。为了方便起见，我们设计一个一次性发行，永久不增加的货币，我们先管它叫TFBC（The FirstBticoin cash's token Coin的首字母缩写），发行76亿（全世界人口，一人一个好了）。初次发行，就将所有的币存放到一个账户上。

建立账户就很开户，允许新用户加入到这套货币体系当中来。新开的户，余额是零，然后可以接收币，收到币后可以发送币给别的账户。这个好理解。

货币的转移，或叫支付，是我们使用这个货币的过程。这个过程必须是安全的和让用户可识别的。你不能出现一个人原本是没有币，他却能支付，即这套货币系统需要能识别出哪个账户有币，然后才能支付，也不能支付的总额超过了账户的余额。让用户可识别的就是说，你得让人知道他账户上有多少币，这个不能显示是假的，或者有人造假说自己有多少币，系统得能识别。

有这三个功能，就实现了一套最简化的货币。

我们使用一种中心化的思维来设计的话，就是使用一个账本，形象点说，就是一个excel表格。表格的第1列记录的是账户名字，第二列是账户余额。

货币的发行，就直接在excel表里填写一个账户，随便叫个名字，就叫“闪电”好了，余额是76亿。

新建账户就是在excel表格里增加一行，比如新建一个叫“雷神”的账户，余额为。

货币的转移，比如“闪电”这个账户要转1亿个币给“雷神”。要完成这个过程只需要修改两个数，第1是将“闪电”的余额改为75亿，将“雷神”的余额改为1亿，就完成了。

为了保证转移过程的安全性，我们会要求记录所有的历史支付记录。这样可以通过所有的历史记录回溯到初始发行的货币量，回溯就是将支付的过程逆过来，原本“闪电”支付给“雷神”1亿，回溯就变成了“雷神”支付给“闪电”1亿。如果回溯的最终结果和发行是一样的，那就可以说明整个支付过程是没有问题。

有了历史记录，我们也可以对所有的账户余额进行回溯，回溯的结果一定的所有的账户余额都为零（除了初始发行的那个账户）。

那如何保证记录历史支付呢？我们可以直接在excel表的第3列开始就作为支付记录，比如“闪电”支付给“雷神”1亿，则在“闪电”的第3列记录“-1亿”，而在“雷神”的第3列上记录“+1亿”。而每个账户的最终余额，就是这些历史记录的加总。这个列数我们假定是无限的，这样就可以记录无限次数的交易了。

如果我们将上述一张excle表，复制到很多台电脑上，然后这些电脑可以同步更新数据，那我们就使用了去中心化的方式来实现这套最简化的货币体系。

但是，如何保证货币的发行和转移是安全的呢？下面我们来讲如何使用Bitcoin Cash区块链来设计一个安全的货币发行和转移系统，即Omni协议。

第3章 Omni协议

我们从第1章的描述中就可以看到，因为有OP_Return数据的存在，将BitcoinCash的区块链里的OP_Return数据提取出来，就是一个非常好的“excel表”，每一次对这张表的修改，都会被记录在区块链里，而这些数据是不可篡改，不可伪造的。按第2章的描述，就可以利用“OP_Return excel表”来设计一个去中心化的货币发行和转移系统。

现在我们来利用BCH区块链来设计一套最简化的货币系统。

首先是初始发行。

我们使用一个BCH钱包来发一笔带自定义OP_Return数据的交易，交易的输入是自己控制私钥的地址A，输出有两个，第一个输出还是地址A，即这笔交易是自己发给自己，第二个输出是一个OP_Retrun数据。这个OP_Return数据写的意思就是“使用地址A当成创世账户，给这个账户注入76亿个TFBC货币”。这笔交易我们记为“铸币交易tx1。”

因为BCH系统是不会去识别这个OP_Return里的数据的，所有的BCH节点都会直接忽略掉这个数据。那我们给bitcoincash的节点钱包做一个外挂，这个外挂程序专门用来解析这个OP_Return数据。这个外挂结合上述tx1和这个OP_Return数据，就可以解析出一张excel表格，表格的第一列就是账户“地址A”，第二列就是“余额76亿TFBC”。

因为OP_Return在BCH网络是不会被检验的，可以被随意填写。有没有可能别人也发一笔交易，包含完全相同的OP_Return数据，来伪造我们上面发行的76亿货币呢？答案是不能的，因为他无法伪造tx1，而外挂程序需要结合tx1来解析出这张excel表格。

那么创世交易的的创造者能不能篡改或伪造铸币交易tx1呢，也是不能的，因为创造者可以使用相同的输入和输出，但无法伪造成相同的UTXO，否则就会被BCH网络确定为双花。

在这个新发生的货币体系里，账户是和BCH共用的，新建账户也就是新建一个BCH地址。这个很简单。

转移货币的过程是这样的，第一次转移是从铸币交易往外支付的，比如支付给地址B1亿个币。支付的过程需要使用“铸币地址A”构造一笔BCH交易，输入是地址A，输出之一是地址B，金额为546聪（这是因为BCH网络的防尘设计，如果删掉了这个限制，金额就可以为0），带上矿工费，第二个输出是一个OP_Return，里面的数据写会被解析为“账户A向账户B支付1亿个币”，我们记这笔BCH交易为tx2。

OP_Return里的数据，在BCH网络是不会被处理的，但在上述的BCH的外挂程序里会被解析出来，解析的结果就是更新这张货币的状态表，如下表。

同样的，因为tx2被BCH区块链打包之后，就不可能再被伪造了，除非BCH网络被回滚了。所以这个货币的状态表就无法被伪造了。

只要地址B上有BCH余额可以支付防尘设置和矿工费，就可以给其他地址支付这个货币了，然后外挂程序就会拿这笔交易和OP_Return里的数据，解析更新货币的最新状态表。

以上就是最简化的Omni协议实现的代币的原理，为了更实用性，代币一般会增加很多功能，比如锁定功能，自动化转币功能……

第4章 Omni协议的现在情况

Omni协议在BTC是已经做好了，在BCH上还没有。USDT就是使用Omni协议设计出来的。

OmniCore就是在BTC上使用Omni协议实现的一个客户端，使用这个客户端就可以在BTC上发币，需要同步区块。