檢查鎖定時間 CLTV（OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY）

 

OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY（CLTV），檢查鎖定時間，是 Bitcoin Script 中的一個操作碼，用來限制某個 UTXO 必須等到指定的區塊高度或時間之後，才能被花費。

CLTV 由 BIP 65 定義，透過軟分叉於 2015 年啟用。在 CLTV 出現之前，nLockTime 只能限制交易何時可以被納入區塊，無法限制 UTXO 本身何時可以被花費。CLTV 將時間條件寫進鎖定腳本，使絕對時間鎖定成為 UTXO 的花費條件。

因此，CLTV 是 Bitcoin 腳本層的重要時間鎖定機制，連結了鎖定腳本、nLockTime、nSequence 與 Lightning Network 等機制。

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檢查鎖定時間 基本概念

• 腳本層時間鎖定

  nLockTime 是交易中的欄位，由建立交易的人自行設定。

  持有私鑰的人可以隨時建立另一筆 nLockTime = 0 的交易，立即花費同一個 UTXO。

  CLTV 則是寫在 UTXO 的鎖定腳本中，任何人想要花費該 UTXO，都必須滿足腳本中的時間條件。

  因此，CLTV 讓時間鎖定從「交易何時有效」，變成「UTXO 何時可以被花費」。

 

• 操作碼

  OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY 的操作碼為 0xb1。

  這個操作碼原本是 OP_NOP2，屬於沒有任何作用的保留操作碼。

  BIP 65 將其重新定義為 CLTV。

  未升級的舊節點仍將它視為 NOP，因此這項變更屬於軟分叉，新舊節點可以共同運作。

 

• 檢查 nLockTime

  CLTV 並不直接比較目前的區塊高度或時間，而是檢查花費交易的 nLockTime。

  CLTV 要求花費交易的 nLockTime 必須大於或等於腳本中指定的數值。

  交易實際何時可以被納入區塊，再由 nLockTime 的規則決定。

  因此，CLTV 與 nLockTime 結合後，才完成整個絕對時間鎖定的驗證。

 

• 不移除堆疊數值

  由於 CLTV 是從 NOP 升級而來，為了與舊節點相容，它執行後不會移除堆疊頂端的數值。

  因此，腳本中通常會在 CLTV 之後加上 OP_DROP，將該數值移除。

  常見的寫法為：

  [鎖定值] OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY OP_DROP

 

• 鎖定類型

  CLTV 使用與 nLockTime 相同的 LOCKTIME_THRESHOLD，分界值為 500,000,000。

  • 小於該值時，數值代表區塊高度。
  • 大於或等於該值時，數值代表 Unix Timestamp。

  腳本中的鎖定值與交易的 nLockTime 必須屬於同一種類型，否則驗證失敗。

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檢查鎖定時間 運作方式

• 建立鎖定腳本

  建立 UTXO 時，將 CLTV 條件寫入鎖定腳本。如：

  [900000] OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

  代表該 UTXO 必須等到區塊高度 900000 之後，並且提供對應公鑰的簽章，才能被花費。

 

• 建立花費交易

  花費該 UTXO 時，交易必須設定符合條件的 nLockTime。

  同時，該交易輸入的 nSequence 不可以是 0xffffffff，否則 nLockTime 不會生效。

 

• 讀取鎖定值

  節點執行腳本時，CLTV 會讀取堆疊頂端的數值，作為鎖定值。

  如果堆疊為空，或鎖定值為負數，驗證失敗。

 

• 判斷鎖定類型

  CLTV 檢查鎖定值與交易的 nLockTime 是否屬於同一種類型。

  如果一個是區塊高度，另一個是時間，驗證失敗。

 

• 比較 nLockTime

  CLTV 檢查交易的 nLockTime 是否大於或等於鎖定值。

  如果 nLockTime 小於鎖定值，驗證失敗。

 

• 檢查 nSequence

  CLTV 檢查該交易輸入的 nSequence 是否為 0xffffffff。

  如果是，nLockTime 不會生效，時間條件可以被繞過，因此驗證失敗。

 

• 繼續執行腳本

  CLTV 檢查通過後，腳本繼續執行。

  OP_DROP 移除鎖定值，接著執行 OP_CHECKSIG 等其他條件。

 

• 節點驗證

  腳本驗證通過後，交易的 nLockTime 仍須符合 nLockTime 的規則。

  使用區塊模式，會比較區塊高度。

  使用時間模式，會比較 Median Time Past。

  只有在腳本條件與 nLockTime 條件都符合後，交易才可以被納入區塊。

 

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檢查鎖定時間 使用示例

• 絕對區塊鎖定

  假設 UTXO 的鎖定腳本為：

  [900000] OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

 

    花費交易設定：

    nLockTime = 900000     Input 0 → nSequence = 0xfffffffe

 

    鎖定值與 nLockTime 都小於 500,000,000，屬於同一種類型。

    nLockTime 等於鎖定值，且 nSequence 不是 0xffffffff，因此 CLTV 檢查通過。

    依照 nLockTime 規則，該交易最早可以被納入區塊 900001。

 

• 絕對時間鎖定

  假設 UTXO 的鎖定腳本為：

  [1767225600] OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

 

    花費交易設定：

    nLockTime = 1767225600     Input 0 → nSequence = 0xfffffffe

 

    鎖定值與 nLockTime 都大於或等於 500,000,000，屬於時間模式。

    1767225600 對應的時間為 2026-01-01 00:00:00 UTC。

    CLTV 檢查通過後，該交易必須等到 Median Time Past 超過該時間，才可以被納入區塊。

 

• nLockTime 不足

  假設 UTXO 的鎖定值為 900000

 

    花費交易設定：

    nLockTime = 899000     Input 0 → nSequence = 0xfffffffe

 

    由於 899000 小於 900000，CLTV 驗證失敗。

    因此，無論目前區塊高度為多少，這筆交易都不是有效交易。

 

• nSequence 為 0xffffffff

  假設 UTXO 的鎖定值為 900000

 

    花費交易設定：

    nLockTime = 900000     Input 0 → nSequence = 0xffffffff

 

    雖然 nLockTime 等於鎖定值，但 nSequence 為 0xffffffff，nLockTime 不會生效。

    為了避免時間條件被繞過，CLTV 驗證失敗。

 

• 鎖定類型不同

  假設 UTXO 的鎖定值為 1767225600

 

    花費交易設定：

    nLockTime = 900000     Input 0 → nSequence = 0xfffffffe

 

    鎖定值屬於時間模式，nLockTime 屬於區塊高度模式，兩者類型不同。

    因此 CLTV 驗證失敗。

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CLTV 應用

• 時間鎖定存款

  使用者可以將資金鎖定到指定時間或區塊高度之後才能動用，作為長期儲蓄或遺產規劃。

  由於條件寫在鎖定腳本中，即使持有私鑰，也無法提前花費該 UTXO。

 

• 閃電網路 Lightning Network

  Lightning Network 的 HTLC 使用 CLTV 設定付款的逾時條件。

  如果收款方沒有在期限內提供付款證明，付款方可以在逾時後取回資金。

  因此，CLTV 構成 Lightning Network 多跳付款安全機制的重要底層基礎。

 

• 逾時退款 Escrow

  雙方可以將資金鎖定在多簽腳本中，並加入 CLTV 條件。

  在指定時間之前，需要雙方共同簽章才能花費。

  超過指定時間後，其中一方可以單獨取回資金，避免資金因對方不配合而永久鎖住。

 

• 原子交換 Atomic Swap

  跨鏈原子交換使用 HTLC 結構，並以 CLTV 設定逾時退款條件。

  如果交換沒有在期限內完成，雙方都可以在逾時後取回自己的資金。

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CLTV 相關 BIP

• BIP 65：OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY
• BIP 113：Median time-past as endpoint for lock-time calculations
• BIP 112：CHECKSEQUENCEVERIFY