OIN:一文看懂比特幣的UTXO模型

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。

Coinbase CEO將與眾議院民主黨人會面討論數字資產立法等問題:金色財經報道，Coinbase首席執行官Brian Armstrong將于周三與美國眾議院民主黨人會面，私下討論數字資產立法以及稅收、國家安全、隱私和氣候等相關問題。[2023/7/18 11:01:23]

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?

韓國央行明年將試點面向私營部門的CBDC支付:金色財經報道，韓國央行發行的CBDC將于明年開始面向公眾的首次支付實驗（實證實驗）。商業銀行相關人士表示，韓國央行計劃針對去年7月參與CBDC模擬的金融機構，進行小額支付CBDC實驗的公開發行。在此基礎上，針對民間企業進行CBDC試點測試。該部門將于明年進行。大額支付型CBDC的發行可以盡可能在韓國銀行線上進行設想。[2023/6/30 22:09:34]

以此類推

......

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。

Mango：正在采取措施讓第三方凍結流動資金，在前端禁用存款:10月12日消息，Solana上DeFi平臺Mango針對潛在1億美元攻擊回應稱，正在調查一起黑客通過預言機價格操縱從Mango中提取資金的事件，目前正在采取措施讓第三方凍結流動資金。作為預防措施，Mango將在前端禁用存款，并將隨著情況的發展提供最新信息，并表示可郵箱聯系討論資金返還的賞金。

此前消息，區塊鏈安全機構OtterSec發推稱，基于Solana的去中心化金融平臺Mango遭受潛在1億美元的攻擊。[2022/10/12 10:31:38]

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。

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：

安全團隊：MEME MetaFi項目代幣價格下跌超93%:金色財經消息，據CertiK監測，MEME MetaFi（MMF）項目代幣價格下跌93%以上。BSC地址：0x64427e98B5403bbE8A95F12B935d4275d2802B26，注意：請勿將MMF與其他同名項目混淆。[2022/10/10 12:51:26]

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

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：

數據：USDT交易量達19個月低點:金色財經報道，Glassnode的數據顯示，目前USDT交易量（7日均值）為122,810,268.152，達19個月低點。[2022/7/9 2:02:04]

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。

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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