ELE:一文看懂比特幣的UTXO模型_ethical僻義

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。

Grayscale CEO對貝萊德、富達和其他大型資管公司進軍加密領域表示歡迎:金色財經報道，Grayscale Investments首席執行官Michael Sonnenshein對貝萊德、富達和其他大型資產管理公司進軍加密貨幣領域的努力表示歡迎。[2023/7/12 10:49:51]

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

Celer Network：已修補Jump Crypto部門披露的漏洞:金色財經報道，跨鏈互操作性協議Celer Network周三表示，它修補了Jump Crypto部門首次披露的漏洞。?在Celer和Jump Crypto發布的博客文章中，詳細說明了Celer的State Guardian Network (SGN) 中的一個漏洞，SGN是Celer用于安全授權不同網絡之間交易的權益證明區塊鏈。如果執行，該漏洞可能允許惡意驗證器節點提交足夠多的關于網絡狀態的欺詐性投票，從而進行改變。

Celer強調，由于漏洞的存在，沒有資金損失。該漏洞無法公開訪問，在發現時沒有資金面臨直接風險。[2023/5/25 10:38:25]

A97?，第3個人1?

以此類推

......

第100人

A-1?，第100個人?1?

澳新銀行：美聯儲料將加息25個基點:4月27日消息，澳新銀行分析師表示，他們預計 FOMC 將在下周會議上加息 25 個基點。這將使聯邦基金利率的目標上限為 5.25%。而他們的基準預測是美聯儲會再有一次 25 個基點的加息，使利率達到 5.50%。

不過從更宏觀的角度來看，緊縮周期可能已接近尾聲。他們預計未來的利率決定將由逐次會議決策。他們對 GDP 的預測是，去年加息的滯后效應將在第二季度產生更深刻的影響。他們預計消費和勞動力市場增長將放緩。

然而，核心服務通脹可能需要一段時間才能緩解。此外，銀行償付能力是 FOMC 將會考慮的一個問題。當務之急是控制通脹，以保護銀行資產的價值。他們預計聯邦基金利率將在 2023 年下半年保持穩定，以抑制通脹。(金十)[2023/4/27 14:30:34]

所以他們的余額

A0?，第100個人1?

電競選手Mongraal已將“吉米鑰匙”上架OpenSea，售價2222 ETH:2月16日消息，BAYC官方確認知名電競選手及主播@Mongraal在Dookey Dash游戲中獲得“猴子吉米鑰匙”后，@Mongraal已將該NFT Sewer Pass #21915以2,222 ETH的價格在OpenSea上架，按照當前價格計算超過370萬美元。

BAYC成員及Mutant Cartel創始人Lior.eth在社交媒體評論稱，對于這個熱門NFT系列中的頂級資產來說，這個價格看似合理。另據OpenSea的報價數據顯示，截至目前對該NFT的最高報價是222 WETH。[2023/2/16 12:10:54]

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。

ETH 2.0總質押數已超1624.50萬:金色財經報道，數據顯示，ETH 2.0總質押數已超1624.50萬，為16245031個，按當前市場價格，價值約265.69億美元。此外，目前ETH 2.0質押總地址數已超51.96萬，為519552個。[2023/1/26 11:31:09]

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：

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：

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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