比特幣:三分鐘了解比特幣的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。

什么是UTXO？

一個未花費的交易輸出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。

2023年Q1美國加密貨幣相關商標申請同比減少三分之二:金色財經報道，盡管就美國加密貨幣行業相關的商標申請而言，2022年是非常成功的一年，但2023年的開局要慢得多，因為這一數字比去年同期低了約三分之二。

根據Michael E. Kondoudis律師事務所的商標和專利律師Michael Kondoudis 4月5日分享的數據，2023年第一季度美國與加密貨幣相關的商標申請達559件，比2022年第一季度的1649件下降了66.1%。

在進一步分析美國專利商標局（USPTO）的數據后，如圖表所示，2023年1月有196個新的加密商標申請，2月只有160個，而3月這些商標申請比前兩個月略有改善，有203個申請。

值得注意的是，2022年是破紀錄的一年，美國與加密貨幣相關的商標申請總數為5383件，而2021年為3570件，2020年僅為1137件，盡管形勢動蕩，但由于機構和個人興趣的增加，加密貨幣行業繼續增長。（Finbold）[2023/4/6 13:48:31]

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。

58學院TIM：未來加密貨幣市場可能形成礦業 交易所和機構三分天下的布局:12月31日下午5點，58學院第二十八期AMA《如何布局2021加密貨幣市場》邀請到了58學院高級研究員TIM做客直播間，在談到傳統金融機構成為加密市場的新主力所帶來的影響時，TIM表示，傳統金融機構進場加密貨幣領域已是不爭的事實：MicroStrategy拿出了4.25億美元投資比特幣；全球支付平臺PayPal宣布提供加密貨幣交易服務，用戶能直接從PayPal賬戶購買，持有和出售加密貨幣；而Grayscale的比特幣信托市值也已經超過了82億美元，占比特幣總量的2.38%。隨著傳統金融機構在加密市場的不斷布局和加密市場本身的極速擴張和成長，未來加密貨幣市場可能形成礦業，交易所和機構三分天下的布局。[2020/12/31 16:10:04]

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問題。雙重花費問題是長期困擾數字貨幣嘗試的一大難題。

匿名交易員：BTC鯨魚賣空1億美元，三分之一為開倉交易:匿名交易員CL表示，一名BTC巨鯨在Bybit賣空1億美元。11月15日，Bybit上一名賣家積極出售比特幣，訂單流顯示，幾個小時內平均連續有價值約350萬美元的出售訂單，其中三分之一是開倉交易。同時，其他主要交易所在過去24小時內發現了大量存款。根據CryptoQuant的數據，總部位于美國的加密貨幣交易所Gemini存入9,000個BTC。（Cointelegraph）[2020/11/15 20:53:09]

UTXO是如何創建的？

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。

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？

數據：比特幣期貨未平倉金額達37億美元，OKEx占近三分之一:據Skew數據顯示，比特幣期貨未平倉金額約為37億美元，其中OKEx未平倉比特幣金額超10億美元，BitMEX的比特幣未平倉金額為9.4億美元。[2020/6/2]

Coinbase交易

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。

每個UTXO的歷史都可以追溯到coinbase交易的一個或多個輸出。

理解比特幣的UTXO模型

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？

瑞士研究人員：比特幣市值年內將縮水逾三分之一:兩位瑞士研究人員表示，按照“梅特卡夫定律”，隨著比特幣新增活躍用戶的增速放緩，這種加密貨幣的市值也將無法保持之前的增速。比特幣的市值年底無法超過770億美元。展望未來，比特幣的價格遭到大幅高估，但并非史無前例，研究表明比特幣將會經歷許多個月的震蕩。”此外，關于數字貨幣支持者堅持認為的，一旦監管態度明朗，比特幣就會回升，甚至再創新高；以及比特幣采用的底層區塊鏈技術將像互聯網一樣改變世界的觀點，學術人員表示，比特幣價格的數學分析顯示出一條可預測的路徑。人們不應該關注瞬間且不可預測的觸發因素本身，而應該關注這個泡沫市場越發不穩定的狀態，并為調整做好準備。”[2018/4/3]

地址和UTXO

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。

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。被引用的交易輸出的scriptPubKey可以被轉化成比特幣地址。

比特幣的貨幣政策

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。

UTXO的組合和拆分

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

Alice還另外創建了一個0.199BTC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0.2BTC。

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

交易驗證

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。

UTXO模型vs.賬戶模型

大多數金融系統不使用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。

賬戶模型的可靠性問題

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模型的隱私問題

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。

相關術語

交易

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

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

交易ID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SHA256計算得到的哈希值。

多重支付

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。

稀缺性

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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