科普|比特币的UTXO模型

以太坊爱好者｜2021-08-24 13:41

提要比特币不使用 “账户-余额” 的模式来表示价值。相反，它将币作为首要的概念，每一笔钱各自由比特币用户持有。一个未花费的交易输出（UTXO）代表 “一整块” 的比特币。UTXO 被用作比特币交易的输入。UTXO 模型使得比特币在可审计性、透明性和效率上更优于传统金融系统。什么是 UTXO

提要

比特币不使用 “账户-余额” 的模式来表示价值。相反，它将币作为首要的概念，每一笔钱各自由比特币用户持有。一个未花费的交易输出（UTXO）代表 “一整块” 的比特币。UTXO 被用作比特币交易的输入。UTXO 模型使得比特币在可审计性、透明性和效率上更优于传统金融系统。

什么是 UTXO？

一个未花费的交易输出（UTXO）就代表一定数量的比特币。多个 UTXO 可以组合、单个 UTXO 也可以拆分，做出支付所需的任何面额。

我们可以将 UTXO 理解成实物货币，因为它们必须作为完整的一个单元来使用。如果你想花 5 毛钱，你不可能掰开一个 1 块钱硬币来付款。相反，你必须花掉整个 1 块钱，然后拿 5 毛钱的找零。但是，不同于实物货币，UTXO 没有标准面额。一个 UTXO 可以是任意数量的比特币。

顾名思义，一个 UTXO 就是一个比特币交易的输出。输出以 UTXO 的形式存在，直到被用作另一个交易的输入为止，这时就不再是未花费的。

在任意时间点，现有 UTXO 的集合都被称为 UTXO 集。比特币节点会追踪 UTXO 集，从而确定哪些代币未被花费，以及哪些人可以花费它们。该系统可以让比特币解决多重支付（Double Spend）问题。双重花费问题是长期困扰数字货币尝试的一大难题。

UTXO 是如何创建的？

新的 UTXO 是通过花费现有 UTXO 创建的。每个比特币交易都由输入和输出组成。输入花费已有 UTXO，输出则创建新的 UTXO。那么，如果新的 UTXO 是通过销毁已有 UTXO 创建的，那么最初的 UTXO 是怎么来的？

coinbase 交易

coinbase

交易是一种特殊类型的交易，通过创建新的比特币来奖励找到区块的矿工。由于创造了新的比特币，coinbase 交易没有输入，但是会产生一个或多个输出。就像所有正常输出一样，coinbase 交易的输出是新的 UTXO。

每个 UTXO 的历史都可以追溯到 coinbase 交易的一个或多个输出。

理解比特币的 UTXO 模型

比特币的 UTXO 模型不同于大多数数字货币系统。这是因为比特币的设计目的有别于传统金融系统。比特币的初衷是实现完全透明化、公平性和可审计性。UTXO 可以帮助比特币实现这些目标。那么 UTXO 模型是如何运作的？

地址和 UTXO

在传统金融系统中，交易会从一个账户中取出资金转移到另一个账户中。比特币的 UTXO 模型没有账户，因此没有专门的发送方账户/地址。地址虽然被用来接收 UTXO，但是永远不会直接记录在区块链上。比特币地址是

scriptPubKeys

的编码，包含在每个交易的输出中。

当比特币被花费出去时，输入只包含执行 scriptPubKey 所必需的签名和公钥，并没有提到比特币来自区块链上的哪个地址。但是，UTXO 的上一个地址是可以轻松计算得出的。每个交易输入都通过交易 id 来指明其前序交易，并通过索引来指明使用该前序交易的哪一个输出（实质上就是在引用现有的 UTXO）。被引用的交易输出的 scriptPubKey 可以被转化成比特币地址。

比特币的货币政策

UTXO 模型可以让所有比特币节点在任意时刻就比特币的存在情况达成共识。也就是说，任何人都可以审计比特币的总供应量，来确保比特币的货币政策被严格遵守。

UTXO 的组合和拆分

一个比特币交易可以包含任意数量的输入和输出。因此，用户可以任意组合和拆分 UTXO 来完成任意金额的付款。

例如，Alice 持有两个 UTXO，分别价值 0.5 BTC 和 0.7 BTC。当她向 Bob 支付 1 BTC 时，可以使用这两个 UTXO 作为输入，然后将 1 BTC 的输入发送给 Bob。