BRC20 铭文的构建原理与实现
概述
BRC20 铭文是基于比特币 Ordinals 协议的代币标准，它利用比特币的 Taproot 升级（P2TR 交易类型）在比特币区块链上存储数据。本文将详细介绍 BRC20 铭文的构建原理和实现流程。
一、技术基础：理解 P2TR 和 Taproot
1.1 什么是 P2TR
P2TR（Pay-to-Taproot） 是比特币的一种新交易类型，由 BIP341 提案引入。与传统交易不同：
- 传统交易：资金锁定到固定的地址
- P2TR 交易：资金锁定到一个 Taproot（Merkle 树根）
1.2 Taproot 的工作原理
Taproot 类似于 Merkle Root，是一棵 Merkle 树的根节点。树上的每个叶子节点都是一个 witness script（见证脚本）。
解锁机制：
要花费 P2TR 地址上的比特币，需要提供一份有效的 Merkle 证明，证明你使用的 witness script 是脚本树中的合法路径。如下图所示，要使用某个脚本（如 Banana），需要提供从该脚本到 Merkle Root 的完整路径证明，只要能计算出正确的 Merkle Root Hash，就能解锁资金。
二、铭文构建流程
BRC20 铭文的创建采用 Commit-Reveal 两阶段模式：
2.1 整体流程
- 生成密钥对：随机生成一个 BTC 私钥
- 转换为 P2TR 格式：将私钥转换为符合 P2TR 格式的公钥
- 构建铭文脚本：创建包含铭文数据的 witness script
- 生成 P2TR 地址：基于脚本树生成 P2TR 地址
- Commit 阶段：向该地址发送 BTC（创建 UTXO）
- Reveal 阶段：花费该 UTXO，将铭文数据写入区块链
2.2 核心概念：Witness Script
Witness Script 包含两部分：
- 签名验证：确保只有密钥持有者可以花费
- 铭文数据：使用 OP_FALSE + OP_IF 创建的数据信封（Envelope），存储 BRC20 JSON 数据
三、代码实现详解
3.1 步骤一：生成密钥和构建铭文脚本
// 1. 生成 P2TR 格式的公钥（32字节，去掉前缀）
const tweakedPublicKey = toXOnly(keypair.publicKey)
// 2. 定义 BRC20 铭文内容（JSON 格式）
const json = `{ "p": "brc-20", "op": "mint", "tick": "cccc", "amt": "100" }`;
// 3. 构建铭文的 witness script
const inscriptionWitnessScript = bitcoin.script.compile([
// 第一部分：签名验证（真正的解锁条件）
tweakedPublicKey,
opcodes.OP_CHECKSIG, // 验证签名是否与公钥匹配
// 第二部分：数据信封（Envelope），用于存储铭文数据
opcodes.OP_FALSE, // 标记开始，使内容可被剪枝（不影响脚本执行）
opcodes.OP_IF, // 条件语句（永远不会执行，因为前面是 OP_FALSE）
opPush("ord"), // 协议标识：ordinal inscription
1, // 字段分隔符
1, // 字段分隔符
opPush("text/plain;charset=utf-8"), // 内容类型
opcodes.OP_0, // 字段分隔符
opPush(json), // 实际的铭文内容（BRC20 JSON）
bitcoin.opcodes.OP_ENDIF // 结束数据信封
]);
// 4. 构建备用恢复脚本（可选）
const recover_witness_script = bitcoin.script.compile([
tweakedPublicKey,
bitcoin.opcodes.OP_CHECKSIG
]);
关键点说明：
- OP_CHECKSIG：这是真正的解锁条件，验证签名
- OP_FALSE + OP_IF：创建一个永远不会执行的代码块，用于存储数据
- 数据信封内容：包含协议标识（ord）、媒体类型、铭文数据
3.2 步骤二：构建 Taproot 脚本树和 P2TR 地址
// 5. 构建 Tap Tree（包含多个可选的花费路径）
const scriptTree: Taptree = [
{ output: inscriptionWitnessScript }, // 路径1：铭文脚本
{ output: recover_witness_script } // 路径2：恢复脚本（备用）
];
// 6. 配置赎回脚本
const redeemScript = {
output: inscriptionWitnessScript,
redeemVersion: 192 // Taproot 版本号
}
// 7. 生成 P2TR 支付对象（包含铭文的 P2TR 交易）
const inscriptionPayment = bitcoin.payments.p2tr({
internalPubkey: tweakedPublicKey, // 内部公钥
network: network, // 网络类型（主网/测试网）
scriptTree: scriptTree, // Taproot 脚本树
redeem: redeemScript, // 赎回脚本配置
});
// 8. 获取 Commit 地址（向此地址发送 BTC，完成 Commit 阶段）
const commitAndRevealAddress = inscriptionPayment.address;
console.log(`Commit 地址 = `, commitAndRevealAddress)
流程说明：
- 构建了一个包含两个路径的脚本树
- 生成 P2TR 地址
- 向该地址发送 BTC，创建包含铭文的 UTXO（Commit 阶段）
3.3 步骤三：Reveal 铭文（花费 P2TR UTXO）
// 9. 创建 PSBT（Partially Signed Bitcoin Transaction，部分签名交易）
const psbt = new Psbt({ network });
// 10. 配置 Tap Leaf Script（用于解锁 P2TR）
const tapLeafScript = {
leafVersion: 192, // Taproot 版本
script: inscriptionWitnessScript, // 使用的脚本
controlBlock: inscriptionPayment.witness![inscriptionPayment.witness!.length - 1] // 控制块（Merkle 证明）
};
// 11. 添加输入（花费 Commit 阶段创建的 UTXO）
psbt.addInput({
hash: utxos[utxos.length - 1].txid, // 交易哈希
index: utxos[utxos.length - 1].vout, // 输出索引
tapInternalKey: tweakedPublicKey, // Taproot 内部密钥
witnessUtxo: {
value: utxos[utxos.length - 1].value, // UTXO 金额
script: inscriptionPayment.output! // 锁定脚本
},
tapLeafScript: [tapLeafScript] // Taproot 叶子脚本
});
// 12. 添加输出（定义资金去向）
psbt.addOutputs([
{
// 输出1：铭文接收地址（将铭文 Reveal 到此地址）
address: "tb1plf84y3ak54k6m3kr9rzka9skynkn5mhfjmaenn70epdzamtgpadqu8uxx9",
value: 1000
},
{
// 输出2：找零地址
address: "tb1pjjq4snuntgja3ggyluncdlkvhxw26gm8pkfgjc8jvhh3asyaj6as4uctjg",
value: utxos[utxos.length - 1].value - 1000 - 1000 // 扣除铭文输出和矿工费
}
]);
// 13. 签名交易
psbt.signInput(0, keypair);
// 14. 最终化所有输入（完成签名验证）
psbt.finalizeAllInputs();
// 15. 提取交易数据（十六进制格式）
const tx = psbt.extractTransaction().toHex();
console.log(`广播交易 Hex: ${tx}`);
// 16. 广播交易到比特币网络
const txid = await broadcast(tx);
console.log(`成功！交易 ID: ${txid}`);
Reveal 阶段核心要点：
- tapLeafScript：包含脚本和 Merkle 证明（controlBlock）
- 签名验证：通过 OP_CHECKSIG 验证
- 数据上链：铭文数据通过 witness 数据写入区块链
- 输出分配：将铭文绑定到目标地址，并处理找零
四、实践案例
4.1 完整的铭文部署示例
以下是一个完整的 BRC20 铭文部署（Deploy）交易示例：
铭文详情页面：
testnet.unisat.io/brc20/coda
Commit 交易地址：
mempool.space/testnet/add…
交易结构：
一个 Deploy 铭文需要两笔交易才能完成：
- Commit 交易：向 P2TR 地址发送 BTC
- Reveal 交易：花费 UTXO，将铭文数据写入区块链
4.2 关键技术点总结
| 阶段 | 作用 | 关键操作 |
|---|---|---|
| Commit | 准备铭文 | 生成 P2TR 地址，发送 BTC 创建 UTXO |
| Reveal | 公开铭文 | 花费 UTXO，铭文数据通过 witness 上链 |
数据存储机制：
- 铭文数据存储在 witness script 中
- 利用 OP_FALSE + OP_IF 创建数据信封，确保数据不影响脚本执行
- 数据可被剪枝，但仍保留在区块链完整节点中
五、开发资源
5.1 代码仓库
项目地址： github.com/6gunner/ord…
快速开始：
# 运行 BRC20 完整示例
cd examples/unisat-web3-demo
npm install
npm run dev
配合 Unisat 钱包插件，可以完整体验 BRC20 铭文的 Deploy、Mint、Transfer 全流程。
5.2 参考资料
-
Taproot 技术详解： More on Taproot
-
实战指南： A Guide to creating TapRoot Scripts with bitcoinjs-lib
六、总结
BRC20 铭文的构建本质上是利用比特币的 Taproot 升级，通过巧妙的脚本设计将数据嵌入到 witness 中。核心要点包括：
- 技术基础：基于 P2TR 交易类型和 Taproot 脚本树
- 两阶段模型：Commit（准备）+ Reveal（公开）
- 数据信封：使用 OP_FALSE + OP_IF 创建不影响执行的数据块
- 安全机制：通过 OP_CHECKSIG 确保只有密钥持有者可以操作
理解这些原理后，你可以构建自己的铭文应用，或深入研究 Ordinals 协议的更多可能性。
