比特幣:科普：比特幣的 UTXO 模型

提要

比特幣不使用 “賬戶-余額” 的模式來表示價值。相反，它將幣作為首要的概念，每一筆錢各自由比特幣用戶持有。

一個未花費的交易輸出（UTXO）代表 “一整塊” 的比特幣。UTXO 被用作比特幣交易的輸入。

UTXO 模型使得比特幣在可審計性、透明性和效率上更優于傳統金融系統。

一個未花費的交易輸出（UTXO）就代表一定數量的比特幣。多個 UTXO 可以組合、單個 UTXO 也可以拆分，做出支付所需的任何面額。

我們可以將 UTXO 理解成實物貨幣，因為它們必須作為完整的一個單元來使用。如果你想花 5 毛錢，你不可能掰開一個 1 塊錢硬幣來付款。相反，你必須花掉整個 1 塊錢，然后拿 5 毛錢的找零。但是，不同于實物貨幣，UTXO 沒有標準面額。一個 UTXO 可以是任意數量的比特幣。

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該計劃旨在全維度推動社會建立對產業更清晰的認知，與“鯤鵬計劃”一道助力數字經濟及區塊鏈產業本身健康發展夯實“人才”和“產業認知”兩大基礎。[2021/4/26 20:59:37]

顧名思義，一個 UTXO 就是一個比特幣交易的輸出。輸出以 UTXO 的形式存在，直到被用作另一個交易的輸入為止，這時就不再是未花費的。

在任意時間點，現有 UTXO 的集合都被稱為?UTXO 集。比特幣節點會追蹤 UTXO 集，從而確定哪些代幣未被花費，以及哪些人可以花費它們。該系統可以讓比特幣解決多重支付（Double Spend）問題。雙重花費問題是長期困擾數字貨幣嘗試的一大難題。

IMF今日發布的加密貨幣科普視頻實為兩年前舊聞，且存在諸多疏漏:國際貨幣基金組織IMF今日在推特上發布了一條關于加密貨幣的科普視頻，這段時長兩分鐘的視頻最初發布于2018年6月。該視頻稱加密貨幣是“貨幣進化的下一步”，但沒有特別提到DLT、區塊鏈，甚至是代幣名稱等術語。BTC、XRP和ETH只出現在說明加密交易的圖形中。盡管這段視頻到目前為止已經獲得了超過13.7萬的點擊量和2900個贊，但來自加密社區的許多反應都是批評的，他們指出了信息中的漏洞和似乎具有誤導性的措辭。

Reddit用戶nanooverbtc稱：“他們犯了很多錯誤，比如把私鑰稱為密碼。”該視頻也沒有討論挖礦或加密貨幣供應。Kraken策略師Pierre Rochard等知名人士表示：“可證明的稀缺性是比特幣有趣的原因，你忘了提這一點。”（Cointelegraph）[2020/8/24]

新的 UTXO 是通過花費現有 UTXO 創建的。每個比特幣交易都由輸入和輸出組成。輸入花費已有 UTXO，輸出則創建新的 UTXO。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

那么，如果新的 UTXO 是通過銷毀已有 UTXO 創建的，那么最初的 UTXO 是怎么來的？

Coinbase?交易是一種特殊類型的交易，通過創建新的比特幣來獎勵找到區塊的礦工。由于創造了新的比特幣，coinbase 交易沒有輸入，但是會產生一個或多個輸出。就像所有正常輸出一樣，coinbase 交易的輸出是新的 UTXO。

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每個 UTXO 的歷史都可以追溯到 coinbase 交易的一個或多個輸出。

比特幣的 UTXO 模型不同于大多數數字貨幣系統。這是因為比特幣的設計目的有別于傳統金融系統。比特幣的初衷是實現完全透明化、公平性和可審計性。UTXO 可以幫助比特幣實現這些目標。那么 UTXO 模型是如何運作的？

在傳統金融系統中，交易會從一個賬戶中取出資金轉移到另一個賬戶中。比特幣的 UTXO 模型沒有賬戶，因此沒有專門的發送方 賬戶/地址。地址雖然被用來接收 UTXO，但是永遠不會直接記錄在區塊鏈上。比特幣地址是?scriptPubKeys?的編碼，包含在每個交易的輸出中。

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當比特幣被花費出去時，輸入只包含執行 scriptPubKey 所必需的簽名和公鑰，并沒有提到比特幣來自區塊鏈上的哪個地址。但是，UTXO 的上一個地址是可以輕松計算得出的。每個交易輸入都通過交易 id 來指明其前序交易，并通過索引來指明使用該前序交易的哪一個輸出（實質上就是在引用現有的 UTXO）。被引用的交易輸出的 scriptPubKey 可以被轉化成比特幣地址。

UTXO 模型可以讓所有比特幣節點在任意時刻就比特幣的存在情況達成共識。也就是說，任何人都可以審計比特幣的總供應量，來確保比特幣的貨幣政策被嚴格遵守。

一個比特幣交易可以包含任意數量的輸入和輸出。因此，用戶可以任意組合和拆分 UTXO 來完成任意金額的付款。

例如，Alice 持有兩個 UTXO，分別價值 0.5 BTC 和 0.7 BTC。當她向 Bob 支付 1 BTC 時，可以使用這兩個 UTXO 作為輸入，然后將 1 BTC 的輸入發送給 Bob。

Alice 還另外創建了一個 0.199 BTC 的輸出作為找零發送給自己。由于需要支付交易費，她無法給自己發送 0.2 BTC。

交易費不以交易輸出（UTXO）的形式體現。它是通過輸入值和輸出值之間的差額推算得出。

UTXO 模型可以讓比特幣節點有效驗證鏈上的每個交易。當節點收到一個交易時，無論該交易是否已經打包進區塊，均可驗證該交易內的 UTXO 是否真的有效且沒有被花費。正因如此，比特幣可以在不依賴可信第三方的情況下解決雙重花費問題。

大多數金融系統（包括銀行和密碼學貨幣）不使用 UTXO 模型。因此，用戶不依靠某幾種代幣來控制資產，而是使用一個或多個賬戶，且每個賬戶都有余額。賬戶模型可以讓金融機構和商家精確記錄個人賬戶的借入貸出情況，避免找零和選幣問題。

賬戶模型的優勢是以犧牲透明性和可審計性為代價的。審計所有銀行賬戶中的美元總量是不可能的。

另外，大多數賬戶模型飽受退單和賬戶透支等問題的困擾。由于比特幣交易必須引用要被花費的 UTXO，無效交易不可能被添加到區塊鏈上。

UTXO 模型為用戶提供隱私優勢。比特幣用戶可以將每個 UTXO 存儲在不同的地址中分別處理。通過這種方式，用戶可以隱藏其持有的 UTXO 之間的聯系，避免暴露在公眾視線中。對于區塊鏈觀察者來說，確定哪些 UTXO 屬于哪些用戶會變得更有難度。

比特幣的設計極大降低了生成新地址的難度。賬戶模型系統（尤其在傳統金融體系中）使得生成新賬戶變得非常麻煩，甚至不可行，迫使用戶將全部或大部分資金存放在一個賬戶中。

鏈分析公司試圖通過各種方法破壞比特幣的隱私性并確定 UTXO 的所有權。然而，這些方法靠的是假設和間接證據，而非嚴格的邏輯。

交易是比特幣從一個地址轉移到另一個地址的記錄。所有交易都記錄在區塊鏈上的區塊中。

UTXO 集是某一時間點存在的所有 UTXO 的集合。所有 UTXO 的總量就是比特幣的當前供應量。

交易 ID（txid）是標識特定交易的一串字母和數字。這個字符串只是對交易進行二次 SHA 256 計算得到的哈希值。

所謂的多重支付，就是有人將同一筆錢花了不止一次，并讓一方或雙方相信他們已經拿到了錢。比特幣利用去中心化賬本和帶有時間戳的區塊鏈解決了雙重花費問題。

貨幣稀缺性指的是貨幣很難被找到或創造出來。雖然貨幣普及很重要，但是一旦貨幣可以被輕而易舉地創造出來，會對經濟產生負面影響。

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