以太坊:以太坊賬戶vs比特幣UTXO，誰能為你的交易保駕護航？

作者：devopsguy

來源：hackernoon

編譯：陳一晚風

眾所周知，比特幣和以太坊在很多方面都有很多不同之處。例如在追蹤用戶擁有多少代幣方面，比特幣和以太坊就是通過兩種完全不同的方式來進行。比特幣使用基于未花費交易輸出UTXO的模型，而以太坊則采用基于賬戶的方法。

比特幣：未花費交易輸出UTXO

比特幣交易主要由幾個部分組成，之前運用到UTXO的只有兩點：

1、交易輸入，即我們將要花費的代幣；

2、交易輸出，即誰將收到我們的代幣。

一筆交易必須至少有一個輸入和至少一個輸出，也就是一筆交易的輸出成為另一筆交易的輸入。通過這種方式，代幣的歷史才可以追溯到它被開采的區塊。

要理解這個系統是如何工作的一個很好的類比是，想象我們正在用現金購買產品。50美元的鈔票。付款時，你可能會遇到以下情況之一：

動態 | 以太坊鏈上超255萬枚PAX被銷毀 價值約255.4萬美元:Whale Alert監測數據顯示，北京時間2月26日14:51，以太坊鏈上2,550,128枚PAX被銷毀，按當前價格計算，價值約255.4萬美元，銷毀哈希為：0x5e9cf32c84cc4d552a708ec7ad6aafb56b7bf6fe8250b3425d545cdb0e160045。[2020/2/26]

1、產品售價10美元

你可以選擇用一張10美元的鈔票來支付，這樣一來，這個交易就只有一個輸入和一個輸出。

2、產品售價30美元

你仍然可以選擇付款，但這次需要兩張不同的鈔票。在這種情況下，交易有多個輸入和一個輸出。

3、產品售價45美元

你可以選擇用50美元的鈔票付款，這樣收銀員就會退給你5美元。這種情況相當于一個輸入和多個輸出。

4、產品售價55美元

動態 | 以太坊鏈上220.98萬枚USDC被銷毀 價值約220.98美元:Whale Alert監測數據顯示，北京時間1月16日14:08，以太坊鏈上220.98萬枚USDC被銷毀，按當前價格計算，價值約220.98萬美元，銷毀哈希為：0xeb812bbfa811af5e1e448101a94afa2cd4d2f757a5444cac343775705afb07b7。[2020/1/16]

你支付10美元和50美元，即60美元。收銀員退給你5美元。這種情況相當于多個輸入和多個輸出。

正如你所看到的，你給收銀員的賬單將在未來用于其他付款。同樣，比特幣交易的輸出成為未來交易的輸入。在它們被使用之前，它們是未花費的，因此被稱為未花費交易輸出。

如果你想知道你擁有多少現金，那么就需要將你錢包中所有紙幣和硬幣的價值相加。而在比特幣的情況下，錢包會跟蹤與用戶密鑰相關聯的UTXO。這樣他們就知道用戶擁有多少代幣。

以太坊：賬戶模型

動態 | 以太坊擴展方案nahmii與Neo合作:微軟聯合區塊鏈初創公司Hubii推出的以太坊擴展方案“nahmii”與Neo合作，合作后預計nahmii將于2020年進入NEO區塊鏈。[2019/11/1]

理解以太坊基于賬戶模型的一個很好的類比是假設一個銀行賬戶。客戶的賬戶中有一定數量的資金。如果客戶A向客戶B轉賬5美元，假設客戶A至少有5美元，則客戶A的賬戶將借記5美元，客戶B的賬戶將貸記5美元。簡而言之，這就是以太坊賬戶的工作方式。

此外，還有兩種類型的帳戶：

外部擁有賬戶：它們由用戶通過私鑰控制。

合約賬戶：這些賬戶由智能合約代碼控制。由于它們不受私鑰控制，?因此無法發起交易。發送到智能合約的交易可能會導致該合約調用其他合約的函數。

所有帳戶都有以下字段：

1、余額：賬戶所擁有的ETH余額；

2、Nonce?:賬戶產生的確認交易數量。

動態 | 以太坊未確認交易22118筆:據Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易22118筆。以太坊全網算力為172.09TH/s，當前挖礦難度2111.41TH，交易處理能力11.3TPS。[2019/5/30]

3、存儲：永久數據存儲，僅供智能合約使用；

4、代碼：僅用于智能合約。

以太坊中的所有交易都是由EOA發起的，EOA和合約賬戶都可以接收和發送ETH：

1、如果收款賬戶是EOA，其余額會增加；

2、如果接收賬戶是合約賬戶，其代碼將被執行。反過來，這個智能合約可以調用另一個智能合約。例如，將ETH發送到另一個智能合約，或者將ETH發送到EOA等等。

合約僅在帳戶調用時運行。它們可以從EOA或其他智能合約中調用，但最終，一切都源于由EOA創建的交易。

雙花攻擊

當同一代幣被多次使用時，就會發生雙花攻擊。如果你有一張10美元的鈔票，你不能花兩次，因為一旦你付了錢并把它交給別人，那么它就不會在你的控制之下。但是，對于數字貨幣該如何確保相同的代幣不會在不同的交易中使用呢？

行情 | 以太坊昨日新用戶增長趨勢降低 老用戶活躍度略微上升:據Searchain.io數據顯示：昨日以太坊新增交易地址 36,185，較昨日增長1.78%，較上周同期減少 10.88%；活躍地址 285,887，較昨日增長1.97%，較上周同期增長8.13%。流入交易所 226,965，其中大額占比 22.72%；流出交易所 277,926，大額占比 18.22%。交易所余額整體呈流入狀態，換手率同比下降4.14%。分析師認為，以太坊昨日新用戶增長趨勢降低，老用戶活躍度略微上升；ETH流入流出交易所的數量有所下降，換手率較前日，較上周同期均在下降。從鏈上指標反饋來看，用戶的交易熱情較弱。[2018/10/15]

比特幣如何解決雙花攻擊

當在交易中使用代幣時，該代幣就會從UTXO集中刪除。類似地，當新交易出現時，它們的輸出就被添加到UTXO集合中。因此，避免雙花攻擊就像檢查您嘗試花費的代幣是否是UTXO集和的一部分一樣簡單。如果是，你可以放心地使用它。否則，它就已經被花掉了。并且每個完整節點維護所有UTXO的列表，這使得驗證變得非常快速。

重放攻擊

由于您無法在以太坊中跟蹤單個代幣，因此雙花攻擊的概念在以太坊中并不適用。而在以太坊中最需要防止的則是重放攻擊。

以太坊如何防止重放攻擊

想象一下，假設你想買一輛車，你向經銷商發送了10個ETH后收到了汽車，經銷商收到了10個ETH，你們都很高興。而在這筆有效的交易中，如果經銷商一遍又一遍地向以太坊網絡發送相同的交易，以此來有效地耗盡您的賬戶，那么這就是所謂的重放攻擊。

以太坊使用Nonce的概念來解決這個問題。在密碼學中，Nonce是一個在密碼通信中只能使用一次的數字?。在以太坊中，Nonce是一個與賬戶相關聯的數字，代表從該賬戶發送的交易數量。如果是合約賬戶，則代表合約已創建的合約數量。

Nonce是如何工作的

在交易進行時，你的交易將包含一個Nonce值，使其獨一無二。如果攻擊者嘗試重放相同的交易，節點將看到從你的地址到具有該Nonce的經銷商地址的該數量的ETH的交易已經被處理，然后該交易就被視為重復交易。

需要注意的是，攻擊者只能嘗試創建完全相同數量的交易?。如果攻擊者要更改數量，這將使簽名無效，使其成為節點將拒絕的無效交易。另外，無論你將ETH發送到哪個地址，你的下一筆交易都會增加Nonce。

這種機制不僅可以防止重放攻擊，而且還允許事務按特定順序執行。如果你發送一系列Nonce為3、4和5的交易，即使先收到Nonce為4和5的交易，它們也會留在內存池中，直到帶有Nonce3的交易被確認。除非你正在編寫代碼來發送交易，否則不需要擔心這個問題。一切都將由你的錢包處理。

UTXO模型&賬戶模型優缺點

UTXO模型

優點：

1、可以很容易地檢查輸出是否已經被花費，從而避免雙花攻擊；

2、交易可以輕松地并行處理，從而帶來更好的可擴展性；

3、隱私性好，用戶每次交易都可以使用一個新地址。

缺點：

1、新用戶很難掌握；

2、更難實施智能合約，因為UTXO不跟蹤任何狀態。

帳戶模型

優點：

1、易于實施智能合約；

2、交易更加緊密，節省空間。?

缺點：

1、實現并發交易很棘手，因為存在受不同交易影響的全局狀態；

2、隱私度低，交易都綁定在一個帳戶中；

3、依靠Nonces來防止重放攻擊。

結論

從上述內容中我們可以看出，UTXO模式使用起來會很復雜，而以太坊的賬戶模型相較簡單。但實際上，UTXO的模型會讓整個賬本非常“輕”，因為UTXO的數據不會因為賬戶的增加而膨脹，也不會因為每筆交易的更新而更新所有人的余額信息。這在很大程度上減少了比特幣網絡需要更新和保存的數據。而以太坊網絡就因為保存了大量無用數據使得空間內存不夠，從而造成交易速度緩慢。

但是在對交易進行驗證時，以太坊賬戶模型效率卻顯得更高。因為UTXO模型中，如果交易中存在多個輸入，則每個輸入都需要分別簽名，每次查詢需要也要遍歷相關的UTXO，效率相對會低一些。而以太坊賬戶模型因為不用對過去的UTXO進行簽名，所以可以從任何一個時間點開始更新區塊鏈狀態，讓輕節點的驗證更簡單可行。

那么在對比完比特幣UTXO模式與以太坊賬戶模型后，你更看好哪一個呢？

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