一文看懂比特幣的UTXO模型_ORN

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首席法律官：政府對Tornado Cash的制裁不符合法律:5月25日消息，試圖推翻美國財政部制裁加密貨幣混合服務Tornado Cash的六人組發表了四個關鍵論點來支持他們的動議。Coinbase的首席法律官Paul Grewal認為美國政府正在尋求使用財產制裁法規來禁止開源軟件這與法律的意圖背道而馳。Coinbase支持對美國財政部的訴訟，該訴訟于2022年9月8日首次提起。訴訟文件詳細說明，該組織的大多數成員此前曾與Tornado Cash有過互動。

第一個論點與財政部試圖將Tornado Cash歸類為外國國民有關，財政部必須這樣做，以證明其行動的合理性。但原告指出，財政部已將Tornado Cash定義為包括TORN代幣的所有持有者，無論他們是否出于任何共同目的而組合在一起。原告認為，根據這一定義，根據財政部自己的測試，Tornado Cash不能被歸類為非法人組織。

第二個論點是，為Tornado Cash提供功能的開源智能合約不能被視為財產，因為財產只指可以擁有的東西。即使這些智能合約可以被視為財產。

第三個論點是，Tornado Cash實體對此沒有任何利益，因此財政部沒有權力制裁它。

第四一個論點是，即使財政部有權這樣做，制裁Tornado Cash違反了第一修正案。[2023/5/25 10:39:38]

這時需要A同時給100人轉賬1塊錢

Volatility Shares 申請發行杠桿式“2x Bitcoin Strategy ETF”:金色財經報道，根據在美國證券交易委員會（SEC）的一份備案文件，交易所交易基金發行方Volatility Shares申請發行“2x Bitcoin Strategy ETF”，該ETH尋求追蹤 S&P CME Bitcoin Futures Daily Roll Index（標準普爾 CME 比特幣期貨每日滾動指數）的兩倍回報數值，總費用率為 1.89%。[2023/3/31 13:36:47]

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?

納斯達克綜合指數漲幅擴大至1%，標普500指數漲1%:行情顯示，納斯達克綜合指數漲幅擴大至1%，標普500指數漲1%，道指漲0.65%。[2022/9/22 7:12:31]

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

......

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。

數據：aUSD已回升至0.89美元左右:金色財經消息，據CoinMarketCap數據顯示，aUSD已回升至0.8971美元左右。此前消息，有安全團隊表示，Acala項目方對aUSD池子的獎勵倍率進行了修改，導致池子的獎勵被放大[2022/8/15 12:25:36]

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

加密期權平臺SignalPlus宣布完成A輪融資，HashKey領投:8月10日消息，SignalPlus Ltd.宣布完成A輪融資，HashKey領投。此外，SignalPlus表示，其早期投資者和其他投資者包括GBV Capital、Incuba Alpha、Chiron Partners、Paradigm Co.、SNZ Holding、Baboon.vc和Stratified Capital（并擔任顧問），總共籌集了超過1200萬美元。

據悉，SignalPlus Ltd.專注于構建全套加密期權平臺。[2022/8/10 12:16:10]

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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