LOC:一文看懂比特币的UTXO模型

EOS，Solana这些大家所熟知的链都使用的是账户模型，甚至可以说?90%?以上的项目都使用的是账户模型，而只有一些老牌项目用的是UTXO模型，如，BTC，DOGE，LTC，当然也有一些比较新的项目也用的这个模型，如Layer?2中使用OP方案的FUEL。2.什么是账户模型

简单理解，就是银行账户那套系统，比如银行之间的转账，支付宝、微信的转账等等都属于账户模型。下面我举个栗子：

假如A有100?，B有100?

这时A给B转账50块钱

在系统中的表现形式就是?

A-50?，B?50?

所以他们的余额

A50?，B150?

这是一笔转账。

再假如，A还是有100?，他要给100个新开户的新人转账1元。

Gemini联合创始人：Warren和Gensler的反加密立场将失去接受加密的千禧一代和Z世代选民:金色财经报道，加密货币交易所Gemini联合创始人Cameron Winklevoss发推文称，美国对加密货币的监管打压将疏远整整一代潜在的民主党人。根据CNN的分析，如果没有年轻选民的支持，民主党可能会输掉 2022 年的总统选举。?因此，如果该党想赢得下一次选举?，获得包括千禧一代、Z 世代和潜在民主党人在内的年轻选民的支持至关重要。

但 Winklevoss 发推文说，民主党参议员Elizabeth Warren和证券交易委员会 (SEC) 主席Gary Gensler正在发动一场反对加密货币的战争。Warren和Gensler的反加密立场将推迟接受加密的千禧一代和Z世代选民。加密货币已经赢得了千禧一代和Z世代的芳心。他们不争论加密的优点。他们争论下一步在哪里建造什么。数百万人将毕生积蓄投入到加密货币中。他们不会忘记沃伦和Gensler造成的价值破坏。[2023/6/11 21:30:02]

这时需要A同时给100人转账1块钱

区块链珠宝公司Taylor&Hart完成400万欧元融资:金色财经报道，区块链珠宝公司Taylor&Hart宣布完成400万欧元融资，Energetic Companions领投，理查德·布兰森创立的英国金融机构Virgin Cash和众筹平台Seedrs参投。Taylor&Hart利用区块链技术监测珠宝和钻石，以确保产品真实性并追踪每一步钻石流程，提升供应链透明度，Taylor & Hart声称自己是英国第一家使用区块链追踪钻石在戒指制作过程中的珠宝品牌。 （cryptonewsbtc）[2023/4/13 14:01:15]

第1笔

A-1?，第1个人?1?

所以他们的余额

A99?，第1个人1?

第2笔

A-1?，第2个人?1?

所以他们的余额

被标记为孙宇晨的地址再度从Aave撤回5000万枚USDT，Aave中USDT存量已减半:10月21日消息，被Etherscan标记为孙宇晨的地址再度从Aave中撤回5000万枚USDT，并交易为USDC后转至Circle地址。近五日内孙宇晨相关地址已从Aave内撤回1.5亿枚USDT，使得Aave内USDT存量几乎减半。[2022/10/21 16:34:48]

A98?，第2个人1?

第3笔

A-1?，第3个人?1?

所以他们的余额

A97?，第3个人1?

以此类推

......

第100人

A-1?，第100个人?1?

所以他们的余额

A0?，第100个人1?

韩国央行：未来在制定数字资产框架法时有必要允许 ICO:8月29日消息，韩国央行表示，未来在制定数字资产框架法时，有必要在制度上允许国内加密资产进行 ICO，以及明确韩国银行、货币当局、稳定币等的作用和责任，并强调了中央银行在管理和监督加密资产（稳定币）方面发挥作用的必要性。（Einfomax）[2022/8/29 12:54:54]

理论上要转账100次，而且下一次的转账都必须要先完成前一笔，不然账户余额就无法保证一致性，会混乱，有没有多转，余额够不够转出等。

理论上，随着交易笔数的增长，执行所需要的时间就越多。

货币DCEP也是基于UTXO模型做的，所以这个模型必然有它的独特之处。

UTXO全称UnspentTransactionOutput，意思是“未花费交易输出”，他的模型简单说有点像日常生活中的现金体系，举个栗子：

加密交易平台Blockchain.com将为用户提供免费NFT域名:6月10日消息，加密交易所 Blockchain.com 宣布将通过 NFT 域名提供商 Unstoppable Domains 为用户提供免费 NFT 域名，Blockchain.com 钱包的 8300 万名用户都将获得后缀为“.blockchain”的域名，用户可使用简单的、人性化的用户名来代替长串随机字符组成钱包地址。

此外，用户也可通过 Unstoppable Domains 购买其他“.blockchain”域名或拥有多个域名，Unstoppable Domains 在 Polygon 区块链上铸造，无需铸造费用和续订费用。[2022/6/10 4:17:13]

A有一个钱包，里面有1元面值，?10元面值以及100元面值。

A要给B、C、D分别1块钱。

A有三种方式

第一种：拿出1元面值的钱给B

第二种：拿出10元面值的钱给C，找回9元

第三种：拿出100元面值的钱给D，找回99元

这三种方式都可以把这次交易完成。

再回到链上，想象一下这里每一个面值的钱其实就是一个链上UTXO，具体在使用过程中的UTXO并不是在转移的，而是在不断的销毁和重建，例如：

A用第二种方式给C转钱，?10元面值的UTXO会被销毁，系统会重新印出一张1元面值和一张9元面值的UTXO，?1元的给C，?9元的还给A。

第三种方式也同理，?100元的销毁，印出1张1元面值的和一张99元面值的UTXO，?1元的给D，?99元的还给A。

这是UTXO和账户模型转账方式的不同，更牛逼的是，UTXO模型可以并行转账，因为余额是通过分散的UTXO存在的，所以每个面值其实可以同时转账给不同的人，上面三种方式是可以在一笔交易中同时完成的，因为不会涉及到账户一致性问题，每个UTXO都是单独独立计算的。

我们在对比上面的账户模型，每一笔交易都必须依托于上一笔交易的完成，这其中的性能差距可想而知。这样就理解为什么央行数字货币使用的是UTXO模型了，不然深圳怎么给5万个钱包发送1000万数字人民币？

再说回上面那个例子：

A有100?，他要给100个新开户的新人转账1元。

面值100的UTXO可以拆分成100个面值1块钱的UTXO，然后在一笔交易中直接分给100个人，瞬间完成。

总之，把UTXO的面值想象成更加灵活的现金，在链上不断的销毁和重建。

想知道这个钱包地址到底有多少钱就需要统计底下有多少个余额的UTXO并求和。

4.账户模型和UTXO的优缺点

账户模型优点：

合约以代码形式保存在Account中，并且Account拥有自身状态。这种模型具有更好的可编程性，容易开发人员理解，场景更广泛。

批量交易的成本较低。设想矿池向矿工支付手续费，UTXO中因为每个Input和Out都需要单独Witnessscript或者Lockingscript，交易本身会非常大，签名验证和交易存储都需要消耗链上宝贵的资源。而Account模型可以通过合约的方式极大的降低成本。

账户模型缺点：

Account模型交易之间没有依赖性，需要解决重放问题。Ethereum?是怎么解决的，我们清楚?Ethereum?是采用的是唯一的?Nonce?值的方法，每个交易?Tx?中有一个?Nonce?字段，对于每个用户来说，这个?Nonce?都不能重复，从而避免了重放攻击。

对于实现闪电网络/雷电网络，Plasma等，用户举证需要更复杂的Proof证明机制，子链向主链进行状态迁移需要更复杂的协议。

UTXO优点：

计算是在链外的，交易本身既是结果也是证明。节点只做验证即可，不需要对交易进行额外的计算，也没有额外的状态存储。交易本身的输出UTXO的计算是在钱包完成的，这样交易的计算负担完全由钱包来承担，一定程度上减少了链的负担。

除Coinbase交易外，交易的Input始终是链接在某个UTXO后面。交易无法被重放，并且交易的先后顺序和依赖关系容易被验证，交易是否被消费也容易被举证。

UTXO模型是无状态的，更容易并发处理。

对于P?2?SH类型的交易，具有更好的隐私性。交易中的Input是互不相关联的，可以使用CoinJoin这样的技术，来增加一定的隐私性。

UTXO缺点：

无法实现一些比较复杂的逻辑，可编程性差。对于复杂逻辑，或者需要状态保存的合约，实现难度大，且状态空间利用率比较低。

当Input较多时，见证脚本也会增多。而签名本身是比较消耗CPU和存储空间的。

账户余额

账户模型：可以简单明了的看到账户底下有多少钱。

UTXO模型：统计该地址底下有多少个UTXO，把他们汇总起来的结果才是余额。

当交易笔数指数级上升时

账户模型：会越来越吃力。

UTXO模型：天然支持高并发。

从智能合约/开发者角度出发

账户模型符合开发者的逻辑习惯，相对容易写逻辑

UTXO脚本编程较为复杂

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