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敖说|一文读懂比特币UTXO,TA其实没那么神秘!

比特币作为一个优秀的、目前最成功的区块链系统,非常值得我们研究和学习。通过前面的文章,相信大家已经知道比特币就是一个大家一起维护的账本了。那么,这个账本具体是怎样工作的呢?

一般来说,需要有账户,我们才能开始记账

比特币使用了一种叫做UXTO的模式代替传统的账户。UTXO是 Unspent Transaction Output 的缩写,是比特币发明人“中本聪”的天才设计。本质上,UTXO就是流水账。了解过一点点会计学,见过企业记账的同学都知道,我们现在的会计系统绝大部分采用的是一种叫做“借贷记账法”的方法,账目分成借方和贷方,每发生一笔业务都要登记两个以上的科目。

敖说|一文读懂比特币UTXO,TA其实没那么神秘!

简单来说,Alice 转账给 Bob 1美元,使用借贷记账法至少要产生两条账目,Alice账户减少1美元,Bob 账户增加1美元。这种记账法在企业经营、企业审计中有无数的好处,这里就不详述了。但是这种记账法也有一个最大的缺点,就是容易产生记账错误和记账误差。一笔交易需要登记两条以上的账目,本质上记录的是“交易的结果”,而不是“交易本身”。

如果让一个程序员来设计基于“借贷记账法”的账本,数据库中记录的就是每一个账户的变动情况和余额。在数据库系统中,需要一系列额外的规则,来确保交易成功地进行。在 Alice 给 Bob 转账1美元的操作中,系统首先需要检查 Alice 账户余额是否大于等于1美元,然后检查 Bob 的账户地址是否合法,最后才是 Alice 账户减1,Bob 账户加1。

上述过程是不是非常复杂?其实会计的工作之所以那么忙,就是因为他们每天都要把交易拆分成不同的科目去记录。不同的会计对交易理解不同,可能记录的科目就不一样(当然在简单的转账系统中,不存在这个问题),于是产生了记账差异。

“中本聪”没有采用这种复杂的记账方案,而是采用了一种追踪比特币的流水账记录法——UTXO。本质上,就是只记录交易本身,而不记录交易的结果。从金融系统设计角度来说,这种方式有点“交易清算分离”的意思。区块链系统只处理所有的交易,而需要清算、查看余额等信息,由区块链节点自行处理。

讲一个故事来理解一下UTXO:淘金者 Tom 挖到了一块黄金,重量是100克,于是首先记录了一条挖矿记录,有100克黄金进入了 Tom 的口袋。然后 Tom 把这块黄金送给了 Alice,于是系统记录了一条交易——有100克黄金从 Tom 的口袋转移到了 Alice 的口袋。后来 Alice 又把黄金切成了两半,卖给了 Bob 和 Charlie,于是系统又记录了一条交易——有100克黄金从 Alice 口袋里转出,分别转给了 Bob 50克和 Charlie 50克。上面的记录看上去就是像下面这个表格:

用程序员最熟悉的树结构来描述可能更清楚:

敖说|一文读懂比特币UTXO,TA其实没那么神秘!

每一个根节点都是一个CoinBase(挖矿交易),也就是每一枚比特币的最初来源。继而随着交易的变动,这棵树不断的生长,每个叶子节点就是一个UTXO——Unspent Transaction Output——未花费过的交易输出。严格来说,比特币系统并不是一个树结构,而是一个单向图。伴随着交易的复杂程度,中间树枝会有不断的交错,但是不妨碍我们利用树结构来理解它。

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比特币的UTXO系统遵守两个规则:

1、 除了 CoinBase(挖矿交易)之外,所有的资金来源都必须来自前面某一个或者几个交易的UXTO;

2、任何一笔交易的输入总量必须等于输出总量,等式两边必须配平。(在比特币系统中,一般输出小于输入,差额则是转账手续费,归矿工所有。)

这样记录交易是不是简单多了?规则越少,系统就越不容易出问题。比特币运行了这么多年,这方面经受住了时间的检验。

UTXO模式最大的好处就是,它忠实地记录了交易。我们的现实世界是随着时间流动的,交易一笔一笔地发生,比特币的区块链系统一笔一笔忠实地记录着这个世界发生的事情,不能回滚,不能删除。只要交易记录准确了、清楚了,那么每个人进行清算的结果就都不会出错。

因此,“交易”是比特币区块链系统的核心,“记录交易”是区块链系统的设计原则,也是区块链设计思想的核心之一。

根据国家《关于防范代币发行融资风险的公告》,大家应警惕代币发行融资与交易的风险隐患。

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