一文看懂比特幣的UTXO模型_NCE

EOS，Solana這些大家所熟知的鏈都使用的是賬戶模型，甚至可以說?90%?以上的項目都使用的是賬戶模型，而只有一些老牌項目用的是UTXO模型，如，BTC，DOGE，LTC，當然也有一些比較新的項目也用的這個模型，如Layer?2中使用OP方案的FUEL。2.什么是賬戶模型

簡單理解，就是銀行賬戶那套系統，比如銀行之間的轉賬，支付寶、微信的轉賬等等都屬于賬戶模型。下面我舉個栗子：

假如A有100?，B有100?

這時A給B轉賬50塊錢

在系統中的表現形式就是?

A-50?，B?50?

所以他們的余額

A50?，B150?

這是一筆轉賬。

再假如，A還是有100?，他要給100個新開戶的新人轉賬1元。

Binance逐倉保證金新增XVG為可借資產:7月6日消息，據官方公告，Binance 已在逐倉保證金上添加 XVG 作為新的可借資產，交易對為 XVG/USDT。[2023/7/6 22:21:07]

這時需要A同時給100人轉賬1塊錢

第1筆

A-1?，第1個人?1?

所以他們的余額

A99?，第1個人1?

第2筆

A-1?，第2個人?1?

所以他們的余額

A98?，第2個人1?

第3筆

A-1?，第3個人?1?

所以他們的余額

A97?，第3個人1?

以此類推

......

市場接近完全定價美聯儲5月加息25個基點的預期:金色財經報道，據CME“美聯儲觀察”：美聯儲5月維持利率不變的概率為1.6%，加息25個基點的概率為98.4%；到6月維持利率在當前水平的概率為9.9%，累計加息25個基點的概率為89.9%，累計加息50個基點的概率為0%，降息25個基點的概率為0.1%。[2023/4/17 14:07:27]

第100人

A-1?，第100個人?1?

所以他們的余額

A0?，第100個人1?

理論上要轉賬100次，而且下一次的轉賬都必須要先完成前一筆，不然賬戶余額就無法保證一致性，會混亂，有沒有多轉，余額夠不夠轉出等。

理論上，隨著交易筆數的增長，執行所需要的時間就越多。

貨幣DCEP也是基于UTXO模型做的，所以這個模型必然有它的獨特之處。

Binance已向執法部門對Bitzlato的調查提供大量協助:1月24日消息，Binance 發言人通過電子郵件稱已向國際執法部門提供大量協助，以支持他們對 Bitzlato 的調查，并且補充說該公司致力于與執法部門合作，但拒絕透露其與 Bitzlato 交易的細節或與此類機構合作的性質。美國金融犯罪執法網絡（FinCEN）已宣布從 2 月 1 日起，美國和其他金融機構將禁止向 Bitzlato 轉移資金。[2023/1/24 11:28:46]

UTXO全稱UnspentTransactionOutput，意思是“未花費交易輸出”，他的模型簡單說有點像日常生活中的現金體系，舉個栗子：

A有一個錢包，里面有1元面值，?10元面值以及100元面值。

A要給B、C、D分別1塊錢。

A有三種方式

第一種：拿出1元面值的錢給B

中國銀聯發行“納百福”系列數字藏品:金色財經報道，中國銀聯官方宣布通過區塊鏈技術將福字貼制成數字藏品，將每一份數字福字貼在銀聯區塊鏈上，支持唯一標識永久存證。據悉發行“納百福”系列數字藏品共有100款，每款1萬份。[2023/1/8 11:00:27]

第二種：拿出10元面值的錢給C，找回9元

第三種：拿出100元面值的錢給D，找回99元

這三種方式都可以把這次交易完成。

再回到鏈上，想象一下這里每一個面值的錢其實就是一個鏈上UTXO，具體在使用過程中的UTXO并不是在轉移的，而是在不斷的銷毀和重建，例如：

A用第二種方式給C轉錢，?10元面值的UTXO會被銷毀，系統會重新印出一張1元面值和一張9元面值的UTXO，?1元的給C，?9元的還給A。

第三種方式也同理，?100元的銷毀，印出1張1元面值的和一張99元面值的UTXO，?1元的給D，?99元的還給A。

持有1k以上BTC的地址數量達到4個月低點:金色財經報道，Glassnode數據顯示，持有1k+ BTC代幣的地址數量剛剛達到4個月低點，數值為2,172，此前4個月的低點為2,174。[2022/7/14 2:13:11]

這是UTXO和賬戶模型轉賬方式的不同，更牛逼的是，UTXO模型可以并行轉賬，因為余額是通過分散的UTXO存在的，所以每個面值其實可以同時轉賬給不同的人，上面三種方式是可以在一筆交易中同時完成的，因為不會涉及到賬戶一致性問題，每個UTXO都是單獨獨立計算的。

我們在對比上面的賬戶模型，每一筆交易都必須依托于上一筆交易的完成，這其中的性能差距可想而知。這樣就理解為什么央行數字貨幣使用的是UTXO模型了，不然深圳怎么給5萬個錢包發送1000萬數字人民幣？

再說回上面那個例子：

A有100?，他要給100個新開戶的新人轉賬1元。

面值100的UTXO可以拆分成100個面值1塊錢的UTXO，然后在一筆交易中直接分給100個人，瞬間完成。

總之，把UTXO的面值想象成更加靈活的現金，在鏈上不斷的銷毀和重建。

想知道這個錢包地址到底有多少錢就需要統計底下有多少個余額的UTXO并求和。

4.賬戶模型和UTXO的優缺點

賬戶模型優點：

合約以代碼形式保存在Account中，并且Account擁有自身狀態。這種模型具有更好的可編程性，容易開發人員理解，場景更廣泛。

批量交易的成本較低。設想礦池向礦工支付手續費，UTXO中因為每個Input和Out都需要單獨Witnessscript或者Lockingscript，交易本身會非常大，簽名驗證和交易存儲都需要消耗鏈上寶貴的資源。而Account模型可以通過合約的方式極大的降低成本。

賬戶模型缺點：

Account模型交易之間沒有依賴性，需要解決重放問題。Ethereum?是怎么解決的，我們清楚?Ethereum?是采用的是唯一的?Nonce?值的方法，每個交易?Tx?中有一個?Nonce?字段，對于每個用戶來說，這個?Nonce?都不能重復，從而避免了重放攻擊。

對于實現閃電網絡/雷電網絡，Plasma等，用戶舉證需要更復雜的Proof證明機制，子鏈向主鏈進行狀態遷移需要更復雜的協議。

UTXO優點：

計算是在鏈外的，交易本身既是結果也是證明。節點只做驗證即可，不需要對交易進行額外的計算，也沒有額外的狀態存儲。交易本身的輸出UTXO的計算是在錢包完成的，這樣交易的計算負擔完全由錢包來承擔，一定程度上減少了鏈的負擔。

除Coinbase交易外，交易的Input始終是鏈接在某個UTXO后面。交易無法被重放，并且交易的先后順序和依賴關系容易被驗證，交易是否被消費也容易被舉證。

UTXO模型是無狀態的，更容易并發處理。

對于P?2?SH類型的交易，具有更好的隱私性。交易中的Input是互不相關聯的，可以使用CoinJoin這樣的技術，來增加一定的隱私性。

UTXO缺點：

無法實現一些比較復雜的邏輯，可編程性差。對于復雜邏輯，或者需要狀態保存的合約，實現難度大，且狀態空間利用率比較低。

當Input較多時，見證腳本也會增多。而簽名本身是比較消耗CPU和存儲空間的。

賬戶余額

賬戶模型：可以簡單明了的看到賬戶底下有多少錢。

UTXO模型：統計該地址底下有多少個UTXO，把他們匯總起來的結果才是余額。

當交易筆數指數級上升時

賬戶模型：會越來越吃力。

UTXO模型：天然支持高并發。

從智能合約/開發者角度出發

賬戶模型符合開發者的邏輯習慣，相對容易寫邏輯

UTXO腳本編程較為復雜

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