比特幣UTXO模型介紹

oliverhuang 發(fā)布于2019-06-27 18:49 / 2303人閱讀

摘要：比特幣與模型全名是，未花費交易輸出，相比于賬戶模型來說沒那么直觀。在比特幣的世界里，并沒有一個紀錄所有帳戶余額的帳本。

如果你曾上過BlockExplorer觀察自己的比特幣收入狀況，你是否曾經(jīng)被搞的一頭霧水呢？這正是因為比特幣所使用的交易模型并非我們直覺上以賬戶為基礎(chǔ)的，而是一種叫做UTXO的模型。在我的前一篇文章：《深入了解NEX：Neon Exchange》中，也提到了比特幣所使用UTXO模型與乙太坊使用的賬戶模型在功能上的一些差異，但究竟這兩個模型到底差在哪兒？

ETH與賬戶模型

以太坊所使用的賬戶模型比較容易理解，就好像我們每個人都擁有一個銀行帳戶一樣。在以太坊的世界中，每個地址就像是一個帳戶，每一次的扣款，交易過后，都會將帳戶的余額紀錄在區(qū)塊鏈當中。因此在認證交易時只要檢查帳戶是否有足夠的余額就可以了。這個方法簡單，直觀，較利于智能合約的開發(fā)。如果你曾經(jīng)上過Etherscan觀察你的交易紀錄，也會發(fā)現(xiàn)一切都簡單易懂輸入你的交易ID之后你會看到這種畫面：

簡單的從A到B，這只要看得懂英文應該就可以理解了。

比特幣與UTXO模型

UTXO全名是Unspent Transaction Outputs，未花費交易輸出，相比于賬戶模型來說沒那么直觀。

在比特幣的世界里，并沒有一個紀錄所有帳戶余額的帳本。那么要怎么確定一個地址現(xiàn)在有多少余額呢？簡單的說，你要回顧以前所有的交易，并且找到所有寄給你的比特幣，再把他們?nèi)技悠饋恚艜馈?/p> 交易中的輸入與輸出

比特幣中的一筆「交易」也較為復雜。假設(shè)今天，F(xiàn)red給了Alice 2個BTC，Ted給了Alice 3個BTC，我們把這兩筆寄給Alice，總和為5的BTC稱為Unspent Transaction Outputs即未花費交易輸出：也就是說現(xiàn)在Alice擁有了兩筆Unspent Transcation Outputs，可以當作他未來轉(zhuǎn)錢給別人的input。

如果現(xiàn)在Alice想要轉(zhuǎn)5 BTC給Bob，他要將前面兩筆總和剛好為5的UTXO當作這筆交易的輸入。而礦工要驗證的就是并沒有其他交易在先前的區(qū)塊當中，已經(jīng)使用過這筆Unspent Output。如果同一筆輸出已經(jīng)被發(fā)送過，那它就不是Unspent了，這就是比特幣預防Double Spending的方法。

還有一個條件就是，output跟input總數(shù)要吻合。實際上在交易的時候，并不可能剛剛好總是找到兩筆加起來等于你要轉(zhuǎn)出金額的output，就好像上圖中，如果愛麗絲Alice只想轉(zhuǎn)4.5個BTC給鮑勃Bob，那么他就要多加一欄的output，把多出來的0.5個BTC轉(zhuǎn)給自己，這樣的交易才是平衡的。

我們可以實際來看看比特幣的交易長什么樣子，我們現(xiàn)在如果想要觀察BlockExplorer上自己的交易紀錄，會發(fā)現(xiàn)它長的是這付德性：

一筆交易包含了大量的input與output，這很有可能是一筆交易所轉(zhuǎn)出金額的紀錄，所以含有很多的output。而左邊的input則可能是大量轉(zhuǎn)入金額交易所錢包的交易output。

有趣的是，我們實際上在一筆交易之中無法「確定」真正的交易金額。例如下面這一筆紀錄中，右邊包含了三個output，我們無法確定究竟0.2,0.03以及56.38三個output究竟哪一個才是真正的目的地。搞不好Alice只有一筆Unspent Transaction Output未花費交易輸出56.61 BTC，因此他在這筆交易中雖然他只想要轉(zhuǎn)0.2BTC，卻必須要動用他唯一一筆UTXO，而剩下的56.38再轉(zhuǎn)回給自己。

當然，現(xiàn)在的比特幣錢包已經(jīng)幫我們照顧這些事情了，所以在使用的時候就好像銀行帳戶一樣，我們只要輸出目的地址，錢包就會幫我們找出合適的未花費輸出（UTXO）當作輸入來完成交易。但如果你很閑，或是要干一些不想讓你知道的事，就可以自己來打包奇怪的輸入輸出來增加匿名性。

UTXO的優(yōu)勢與劣勢

UTXO因為沒有帳戶的存在，因此容許平行進行多筆交易。假如你有許多的UTXOs，你可以同時進行多筆交易而不會被阻擋。再來就是匿名性，如上面提過得，你可以輕易的隱藏自己的交易目的。除此之外，UTXO也被認為比較安全且有效率，可以透過Simple Payment Verification（SPV）來快速驗證檢驗交易。

但UTXO最大的缺點就在于他是Stateless無狀態(tài)的，這對于在其上開發(fā)應用程序非常的不利。就像有名的Qtum雖然底子是UTXO的交易模式，但是仍然會設(shè)計Account Abstraction Layer賬戶抽象層來讓應用程序的開發(fā)變得容易。

小結(jié)

現(xiàn)在區(qū)塊鏈應用開發(fā)當?shù)溃琔TXO傾向被大家視為一種只能簡單處理交易的模型，我覺得一定程度上算是時代的產(chǎn)物吧！畢竟離比特幣的發(fā)明也已經(jīng)十年了，盡管有一些特性是無可取代，但是大家仍是偏好朝向Account Model或是混合式的架構(gòu)前進。

但不論怎么說，比特幣永遠都是區(qū)塊鏈世界的老大！而且現(xiàn)在大家免不了還是要用到BTC交易，所以我們還是有必要了解UTXO運作方式的！

總之，希望這篇文章可以對大家對比特幣有深一點的理解啦！


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