P2WPKH 地址格式

 

P2WPKH，Pay-to-Witness-Public-Key-Hash，支付至見證公鑰雜湊，是 SegWit 隔離見證架構中的一種標準單簽輸出格式，屬於 v0 witness program 類型之一。以 bech32 編碼表示，地址以 bc1q 開頭。

P2WPKH 的核心概念是將傳統 ScriptSig 中的解鎖資料移出至 Witness 區塊，使交易簽章與腳本驗證資料與交易本體分離，消除第三方交易延展性 malleability，並提升區塊空間使用效率。

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P2WPKH 基本概念

• ScriptPubKey 交易輸出
  在比特幣系統中，每一筆 UTXO 都包含 ScriptPubKey。 在 P2WPKH 中，ScriptPubKey 不再包含複雜腳本結構，而是使用一個固定格式的 witness program，其中 OP_0 代表 SegWit v0，20-byte 則是公鑰雜湊值。

  OP_0 <20-byte PubKeyHash>

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• 基於 Witness 隔離見證
  P2WPKH 使用的是公鑰雜湊結構，而非完整公鑰。 當花費這筆 UTXO 時，交易的 ScriptSig 必須保持為空，而真正的簽名 Signature 與公鑰 Public Key 則被放置在交易末尾的 Witness 欄位中。 節點在驗證時，會將 Witness 中的公鑰進行雜湊計算，並與 ScriptPubKey 中的雜湊值進行比對。

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P2WPKH 運作方式

• 建立公私鑰對 使用者生成 ECDSA 公私鑰對。私鑰用於簽章，公鑰用於驗證。

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• 進行 Hash160 雜湊計算 將生成的公鑰，依序放入 SHA-256 以及 RIPEMD-160 的雜湊函數中進行計算，此方式稱之為 Hash160，可得到一 20 位元組的 PubKeyHash，用作 witness program 的核心資料。

  RIPEMD-160(SHA-256(PubKey))  = PubKeyHash

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• 建立 ScriptPubKey
  將版本號 OP_0 與 witness program 組合成鎖定條件 ScriptPubKey，此結構表示該 UTXO 只能由對應公鑰簽章者花費。

  OP_0 <20-byte PubKeyHash>

  = ScriptPubKey

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• 計算 Bech32 地址編碼
  將 HRP、witness version 與 witness program 以 Bech32 編碼，轉換為 P2WPKH 可讀地址，以 bc1q 為開頭，總長度為 42 位元。

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• Witness 解鎖資料
  當花費該輸出時，不再使用 ScriptSig，而是在 witness 區域提供 Signature 簽章，與 Public Key 公鑰。節點會先將 Witness 中提供的 Public Key 計算 Hash160，確認結果與 ScriptPubKey 中的 PubKeyHash 相同，再使用該公鑰驗證 Signature 是否有效。

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P2WPKH 應用

• 個人錢包與日常轉帳
  P2WPKH 是目前比特幣網路中最普及的個人錢包地址格式。由於其手續費結構計算採用了權重 Weight 概念，使見證資料的費率僅為傳統資料的 25%，能顯著降低用戶發送交易的成本。

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• 閃電網路
  SegWit 所提供的 witness 架構解決了第三方交易延展性問題，而 P2WPKH 則是最常見的 SegWit v0 輸出格式之一。

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• 硬體錢包最佳化
  由於 P2WPKH 格式固定且結構簡單，硬體錢包在解析與簽署此類交易時，所需的運算資源與記憶體更低。

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P2WPKH 相關 BIP

• BIP 141：Segregated Witness (Consensus layer)

• BIP 143：Transaction Signature Verification for Version 0 Witness Program

• BIP 173：Base32 address format for native v0 witness outputs