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什么是(shì)UTXO?简析账户/余额模型(xíng)和UTXO模(mó)型

2019-3-1 13:48

来源: 白话区块链(liàn) 作者: 晏文春

比特币社区(qū)内,有一种这样的说法:其实并没有比(bǐ)特币,有的只是UTXO。还(hái)有一种说法是:如果理(lǐ)解了UTXO,你(nǐ)就理(lǐ)解(jiě)了比(bǐ)特币。

这(zhè)两(liǎng)种说法虽(suī)然都有不同程度的夸(kuā)张,但足以体现UTXO之于比特币的重要性。既然UTXO这么(me)重要,今(jīn)天我们就来简单介绍(shào)一下UTXO。

什么是UTXO

在当前的区块链项目(mù)中,主要有(yǒu)两(liǎng)种记录保存方(fāng)式,一种是账户/余额模型,一种(zhǒng)是UTXO模型。比特(tè)币采用就是(shì)UTXO模型,以太坊、EOS等则采用的(de)是账户(hù)/余(yú)额模(mó)型。

UTXO是 Unspent Transaction Output的缩写,意思是未(wèi)花费(fèi)的输出,可以简单理解为还(hái)没(méi)有(yǒu)用掉的收款。比如韩梅梅收到一笔比(bǐ)特(tè)币,她没有用掉,这笔比特币对她来说就是一个UTXO。

账户/余(yú)额模型和UTXO模型

账户/余额(é)模(mó)型生活中很常见,比如我们的银行账户、微信账户,都是基于账户/余额(é)模型。

账(zhàng)户内的(de)余(yú)额(é)是作为一个整(zhěng)体(tǐ)存在的。李雷账户上有多少钱,看(kàn)一下(xià)余额(é)便知道,在发生交易时,变动(dòng)的(de)是(shì)余额。比如(rú),情人节当天(tiān),李雷通过微(wēi)信给韩梅梅转520元,李雷微信(xìn)账户余额会减掉520元,而韩梅梅(méi)账户余额会增加520元(yuán)。

UTXO模型则(zé)不(bú)同(tóng)于账户模(mó)型。李雷有(yǒu)多少比特币,要对他比特币地(dì)址所(suǒ)有UTXO求和才(cái)知道(dào)。简单来说(shuō),UTXO模型就像我(wǒ)们用的钱包,而(ér)钱(qián)包里的(de)每张纸币或每枚硬币都是(shì)一个单独的UTXO,因此钱包里(lǐ)有多少钱(qián),并不一目了然,需要把所有纸(zhǐ)币和硬币面(miàn)额相加才(cái)能得出。

而(ér)每一次收付款,是(shì)以UTXO为单位(wèi)消耗或者接收的。比如我们用10元钱买5元早餐时,这个10元作为一个UTXO先整体付(fù)给卖家,卖(mài)家再找零给你。

我(wǒ)们通过(guò)一(yī)个例子来说明。

情人节当天,李雷给韩梅梅(méi)买花,价(jià)格(gé)520元。用现(xiàn)金支(zhī)付,他掏出6张百元大钞(相当于6个100元的UTXO)给卖(mài)家,卖家需要给李雷找零80元(50元、20元和10元纸(zhǐ)币各一张)。这个过(guò)程中显而易见,李雷花600元买花,得到(dào)80元(yuán)找零(líng),卖(mài)家卖(mài)出花,得到520元。
从UTXO的(de)角度看,李雷花掉了(le)6个UTXO(6张100元),得到3个UTXO(3张找零);卖家得到6UTXO,找零时花掉了3个UTXO。

如果用比特(tè)币完成这笔交(jiāo)易,过程就会稍有(yǒu)不(bú)同,假设李雷用6个均(jun1)为(wéi)1btc的UTXO付(fù)给卖家(jiā)5.2BTC,最后卖家得到一个(gè)价(jià)值5.2BTC的(de)UTXO,找零(líng)给(gěi)李雷(léi)是一个价(jià)值0.8BTC的(de)UTXO,换句话(huà)说6个UTXO被“销毁”,变成(chéng)了(le)两(liǎng)个(gè)新的UTXO。(两者不(bú)同的原因在于,纸币面(miàn)额的种类有限,而比(bǐ)特币(bì)不受这个限制)。

如果李雷和韩梅梅秀恩爱(ài)的过程发生在(zài)比特币(bì)网(wǎng)络上,转账过程是怎样的?

李雷挖矿得到(dào)系统奖(jiǎng)励(lì)的12.5枚比特币,于是李雷比特币地址(zhǐ)上就有一个(gè)12.5BTC的UTXO。

李雷要转(zhuǎn)5.2BTC给(gěi)韩梅梅,12.5BTC的UTXO将会被整(zhěng)体花(huā)掉(diào),其中5.2BTC 转给韩梅梅,剩下的7.3BTC找零(líng)给自己(为方便讨论(lùn),此处忽略矿工费)。换句话说,之前12.5BTC是以一个UTXO的形式(shì)整体存在的(de),在进(jìn)行转账时,这个UTXO被“销毁(huǐ)”了,不(bú)存(cún)在了,变成了两个(gè)新的(de)UTXO:一个属于韩梅梅(méi),这个UTXO价(jià)值5.2BTC,另一个属于李雷,这个(gè)UTXO价值7.3BTC,这(zhè)是找零(líng)给李雷的。

在比特币(bì)社区内有一种这样的说法其(qí)实并(bìng)没(méi)有比(bǐ)特币,有的只是UTXO。还有一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)是(shì):如果(guǒ)理解(jiě)了UTXO,你就理解(jiě)了(le)比(bǐ)特(tè)币。

两种(zhǒng)模型在转(zhuǎn)账(zhàng)时的对比

UTXO 核心设计思(sī)路是(shì):它记录交(jiāo)易(yì)事件,而(ér)不记录最终(zhōng)状态。要计算某个用(yòng)户有多(duō)少比特币,就要对其钱包里所有的UTXO求和(hé),得(dé)到结果(guǒ)就是他的持币(bì)数量。UTXO模型在转账(zhàng)交易时,是以UTXO为(wéi)单位的,也就是说(shuō)在(zài)支付时,调用的(de)是整数(shù)倍UTXO,比如1个UTXO,3个UTXO,没有0.5个UTXO的说(shuō)法。

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