UTXO

UTXO 模型的基本概念

• 交易输出 (Transaction Output)：每笔交易都有输出，即将某个金额从一个地址转移到另一个地址。输出记录了资金的归属和金额，只有未被花费的输出才能用于新交易，这些未花费的部分就是 UTXO。

• 交易输入 (Transaction Input)：新的交易使用之前的交易输出（UTXO）作为输入。这意味着新交易会“消费”之前的某些交易输出。

• 交易的组成：每笔交易由多个输入和输出构成。输入代表资金的来源，输出代表资金的去向。

UTXO 模型的工作原理

1. 生成 UTXO：当某个地址接收到一笔资金时，这笔资金被记录为 UTXO，并与该地址相关联。直到这笔资金被花费之前，它都是“未花费”的。

2. 消费 UTXO：当用户进行新的交易时，系统会使用一个或多个现有的 UTXO 作为输入，形成新的交易输出。每笔交易都会消耗输入的 UTXO 并创建新的 UTXO。被消耗的 UTXO 就不再是“未花费”的状态。
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这里有一点非常重要，那就是用户在使用 UTXO 集合中的比特币进行消费的时候，使用的都是整块整块的 UTXO，比如 B 有两笔收入 A → B 和 C → B，金额分别是 4 BTC 和 5 BTC ，那么下次 B 在支付一个 6 BTC 的商品时，就需要这两笔交易同时作为输入地址，此时 total inputs = 9 ；输出地址也会有两个，一个是收款地址 T₁，一个是找零地址 T₂，因此 total outputs = T₁ + T₂（当然，total inputs > total outputs，差值支付交易费了）。商家收到钱后，会再发起一笔交易 T₂ → B，将零钱转给 B。
比特币中的交易无法像我们使用现金一样精确地支付小额，这时由 UTXO 的特性决定的。

3. UTXO 集合：每个区块链节点都会维护一个 UTXO 集合，存储当前区块链上所有未花费的交易输出。这是确定某个地址有多少余额的方式。

4. 余额计算：某个地址的余额等于与该地址相关联的所有未花费 UTXO 的总和。并没有直接的“账户余额”字段，余额是通过汇总该地址的 UTXO 来计算的。

UTXO 模型的优点

• 提高隐私性：由于每笔交易可以有多个输入和输出，并且 UTXO 没有与特定账户绑定，不同的 UTXO 可能与不同的地址相关联，使得资金流动的隐私性增强。

• 去中心化且简单：每个节点只需要追踪未花费的交易输出，而不需要管理账户状态，系统设计相对简单且易于去中心化管理。

• 并行处理：UTXO 模型允许多个交易同时处理，因为每个交易处理的是不同的 UTXO。这使得系统在高并发情况下表现更好。

UTXO 模型的缺点

• 复杂性：对于用户而言，理解 UTXO 模型比理解账户余额模型复杂。每次交易需要指定具体的 UTXO 来作为输入，这可能导致很多零散的小额输出，形成所谓的“零钱”（dust）。

• 交易膨胀：随着交易的不断生成，UTXO 集合会不断膨胀，这会增加节点存储和处理的负担。