檢查序列號 CSV（OP_CHECKSEQUENCEVERIFY）

 

OP_CHECKSEQUENCEVERIFY（CSV），檢查序列號，是 Bitcoin Script 中的一個操作碼，用來限制某個 UTXO 必須在被確認後，再經過指定的區塊數量或時間，才能被花費。

CSV 由 BIP 112 定義，與 BIP 68、BIP 113 一同透過軟分叉於 2016 年啟用。BIP 68 讓交易輸入的 nSequence 可以表示相對時間鎖定，但只限制交易何時可以被納入區塊。CSV 將相對時間條件寫進鎖定腳本，使相對時間鎖定成為 UTXO 的花費條件。

因此，CSV 是 Bitcoin 腳本層的重要相對時間鎖定機制，連結了鎖定腳本、nSequence、交易版本與 Lightning Network 等機制。

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檢查序列號 基本概念

• 腳本層相對時間鎖定

  nSequence 是交易輸入中的欄位，由建立交易的人自行設定。

  持有私鑰的人可以建立另一筆不使用相對鎖定的交易，立即花費同一個 UTXO。

  CSV 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相對時間條件。

  因此，CSV 讓相對時間鎖定從「交易何時有效」，變成「UTXO 何時可以被花費」。

 

• 相對時間與絕對時間

  CLTV 檢查的是絕對時間點，例如區塊高度 900000 或某個指定日期。

  CSV 檢查的是相對時間，也就是 UTXO 被確認之後，還需要經過多少區塊或多少時間。

  因此，CSV 的等待時間從 UTXO 被確認的那一刻開始計算，不需要事先知道 UTXO 會在哪一個區塊被確認。

 

• 操作碼

  OP_CHECKSEQUENCEVERIFY 的操作碼為 0xb2。

  這個操作碼原本是 OP_NOP3，屬於沒有任何作用的保留操作碼。

  BIP 112 將其重新定義為 CSV。

  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 nSequence

  CSV 並不直接計算 UTXO 已經被確認多久，而是檢查花費該 UTXO 的交易輸入的 nSequence。

  CSV 要求該交易輸入的 nSequence 所表示的相對鎖定，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 BIP 68 的 nSequence 規則決定。

  因此，CSV 與 BIP 68 結合後，才完成整個相對時間鎖定的驗證。

 

• 不移除堆疊數值

  由於 CSV 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 CSV 之後加上 OP_DROP，將該數值移除。

  常見的寫法為：

  [鎖定值] OP_CHECKSEQUENCEVERIFY OP_DROP

 

• 鎖定值格式

  CSV 的鎖定值使用與 BIP 68 nSequence 相同的位元格式。

  • Bit 31：Disable Flag
  • Bit 22：Type Flag，0 為區塊模式，1 為時間模式
  • 低 16 bits：相對鎖定值

  區塊模式中，數值代表相對區塊數量。

  時間模式中，數值代表以 512 秒為單位的相對時間。

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檢查序列號 運作方式

• 建立鎖定腳本

  建立 UTXO 時，將 CSV 條件寫入鎖定腳本。如：

  [144] OP_CHECKSEQUENCEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

  代表該 UTXO 被確認後，必須再經過 144 個區塊，並且提供對應公鑰的簽章，才能被花費。

  以平均每 10 分鐘一個區塊計算，144 個區塊約為 1 天。

 

• 建立花費交易

  花費該 UTXO 時，交易版本必須為 Version >= 2。

  同時，該交易輸入必須設定符合條件的 nSequence，而且 nSequence 的 Disable Flag 不可以被設定。

 

• 讀取鎖定值

  節點執行腳本時，CSV 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。

 

• 判斷鎖定值的 Disable Flag

  如果鎖定值的 Bit 31 被設定，CSV 不進行任何檢查，直接視為通過，效果等同 NOP。

  這是為了保留未來升級的空間。

  如果 Bit 31 沒有被設定，CSV 繼續進行以下檢查。

 

• 檢查交易版本

  CSV 檢查花費交易的版本。

  如果 Version < 2，BIP 68 的相對鎖定不會生效，因此驗證失敗。

 

• 檢查 nSequence 的 Disable Flag

  CSV 檢查該交易輸入 nSequence 的 Bit 31。

  如果 Bit 31 被設定，nSequence 不具有相對鎖定的效果，時間條件可以被繞過，因此驗證失敗。

 

• 判斷鎖定類型

  CSV 檢查鎖定值與 nSequence 的 Bit 22 是否相同。

  如果一個是區塊模式，另一個是時間模式，驗證失敗。

 

• 比較相對鎖定值

  CSV 比較鎖定值與 nSequence 的低 16 bits。

  如果 nSequence 的相對鎖定值小於鎖定值，驗證失敗。

 

• 繼續執行腳本

  CSV 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，交易輸入的 nSequence 仍須符合 BIP 68 的規則。

  使用區塊模式，會檢查 UTXO 被確認後經過的區塊數量。

  使用時間模式，會以 Median Time Past 檢查 UTXO 被確認後經過的時間。

  只有在腳本條件與 BIP 68 條件都符合後，交易才可以被納入區塊。

 

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檢查序列號 使用示例

• 相對區塊鎖定

  假設 UTXO 的鎖定腳本為：

  [144] OP_CHECKSEQUENCEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

  該 UTXO 在區塊 900000 被確認。

  花費交易設定：

  Version = 2

  Input 0 → nSequence = 144

  交易版本為 2，nSequence 的 Disable Flag 沒有被設定，兩者都是區塊模式。

  nSequence 等於鎖定值，因此 CSV 檢查通過。

  依照 BIP 68 規則，該交易最早可以被納入區塊 900144。

 

• 相對時間鎖定

  假設 UTXO 的鎖定腳本為：

  [4194314] OP_CHECKSEQUENCEVERIFY OP_DROP [PubKey] OP_CHECKSIG

  4194314 換算為十六進位是 0x0040000a，Bit 22 被設定，代表時間模式，低 16 bits 的值為 10。

  花費交易設定：

  Version = 2

  Input 0 → nSequence = 0x0040000a

  兩者都是時間模式，相對鎖定值相同，因此 CSV 檢查通過。

  10 × 512 = 5,120 秒，約 85.3 分鐘。

  該交易必須等到 UTXO 被確認後，Median Time Past 經過 5,120 秒以上，才可以被納入區塊。

 

• nSequence 不足

  假設 UTXO 的鎖定值為 144，花費交易設定：

  Version = 2

  Input 0 → nSequence = 100

  由於 100 小於 144，CSV 驗證失敗。

  因此，無論 UTXO 已經被確認多久，這筆交易都不是有效交易。

 

• 交易版本為 1

  假設 UTXO 的鎖定值為 144，花費交易設定：

  Version = 1

  Input 0 → nSequence = 144

  雖然 nSequence 等於鎖定值，但交易版本為 1，BIP 68 的相對鎖定不會生效。

  為了避免時間條件被繞過，CSV 驗證失敗。

 

• 鎖定類型不同

  假設 UTXO 的鎖定值為 144，屬於區塊模式，花費交易設定：

  Version = 2

  Input 0 → nSequence = 0x00400090

  nSequence 的 Bit 22 被設定，屬於時間模式，與鎖定值的類型不同。

  因此 CSV 驗證失敗。

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CSV 應用

• 閃電網路 Lightning Network

  Lightning Channel 的承諾交易中，屬於自己的輸出會加上 CSV 條件。

  單方關閉通道後，這筆資金必須等待指定的區塊數量才能取回。

  在這段期間，如果對方發現廣播的是已經作廢的舊狀態，可以使用撤銷金鑰取走全部資金。

  因此，CSV 是 Lightning Network 撤銷與安全結算機制的重要底層基礎。

 

• 延遲取款 Vault

  使用者可以將資金鎖定在帶有 CSV 條件的腳本中，取款時必須等待一段時間。

  在等待期間，如果發現取款不是本人操作，可以使用另一組備援金鑰將資金轉到安全的地址。

  這讓私鑰被盜時，仍有時間阻止資金被轉走。

 

• 備援恢復路徑

  錢包可以在腳本中加入多條花費路徑，例如平常使用主要金鑰花費，或是 UTXO 長時間沒有移動後，允許備援金鑰花費。

  CSV 讓備援路徑只有在 UTXO 一段時間未被花費後才能使用，適合遺產規劃或金鑰遺失的恢復機制。

 

• 與 CLTV 搭配

  CSV 與 CLTV 可以在同一個腳本中搭配使用，分別設定相對與絕對時間條件。

  例如 Lightning Network 的 HTLC，使用 CLTV 設定付款逾時，使用 CSV 設定單方關閉通道後的延遲。

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CSV 相關 BIP

• BIP 112：CHECKSEQUENCEVERIFY
• BIP 68：Relative lock-time using consensus-enforced sequence numbers
• BIP 113：Median time-past as endpoint for lock-time calculations
• BIP 65：OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY