什么是UTXO，UTXO模型的好處是什么？

比特幣網(wǎng)絡(luò)不是賬本/余額模型，而是UTXO模型，UTXO是比特幣交易生成及驗(yàn)證的一個(gè)核心概念。交易構(gòu)成了一組鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，所有合法的比特幣交易都可以追溯到前向一個(gè)或多個(gè)交易的輸出，這些鏈條的源頭都是挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，末尾則是當(dāng)前未花費(fèi)的交易輸出。所有的未花費(fèi)（使用）的輸出即整個(gè)比特幣網(wǎng)絡(luò)的UTXO。什么是UTXO呢？

TX是Transaction（交易）的縮寫，TXO即為 TX output（交易輸出）：包含一個(gè)value值和一段腳本，該腳本規(guī)定了誰有權(quán)使用這筆交易（比如需要私鑰簽名）。UTXO就是Unspent TXO（未花費(fèi)的交易輸出），比特幣網(wǎng)絡(luò)規(guī)定，只有對(duì)“尚未使用過”的交易簽名才能是有效簽名。每筆交易都有若干交易輸入，也就是資金來源，也都有若干筆交易輸出，即資金去向。一般來說，每一筆交易都要花費(fèi)（spend）一筆輸入，產(chǎn)生一筆輸出，而其所產(chǎn)生的輸出，就是“未花費(fèi)過的交易輸出”，也就是 UTXO。

比特幣交易遵守以下規(guī)則：

1、所有的資金來源都必須來自前面某一個(gè)或者幾個(gè)交易的 UTXO，歷史交易出入相接，生生不息，錢就在交易之間流動(dòng)起來了。

2、任何一筆交易的交易輸入總量必須等于交易輸出總量，等式兩邊必須配平。

數(shù)字貨幣無法像金屬貨幣（比如黃金）那樣，僅靠物理轉(zhuǎn)移即可轉(zhuǎn)移所有權(quán)————即當(dāng)A將一份黃金交給B后，A必然不再擁有這份黃金。

而A將一份數(shù)字貨幣轉(zhuǎn)給（簽名）B后，A仍可以把同一筆交易轉(zhuǎn)給C，因?yàn)锳掌握私鑰，這兩份簽名均為有效簽名，這就構(gòu)成了“雙花”。以往的密碼學(xué)貨幣無法有效解決雙花問題，因而無法擺脫對(duì)第三方中心化機(jī)構(gòu)認(rèn)證的依賴（第三方信任）。因此必須有一種機(jī)制來確保每筆交易只能使用一次，即只有對(duì)“尚未使用過”的交易簽名才能是有效簽名。

比特幣規(guī)定每一筆新的交易的輸入必須是某筆交易未花費(fèi)的輸出，每一筆輸入同時(shí)也需要上一筆輸出所對(duì)應(yīng)的私鑰進(jìn)行簽名，并且每個(gè)比特幣的節(jié)點(diǎn)都會(huì)存儲(chǔ)當(dāng)前整個(gè)區(qū)塊鏈上的UTXO，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)通過UTXO及簽名算法來驗(yàn)證新交易的合法性。這樣，節(jié)點(diǎn)不需要追溯歷史就可以驗(yàn)證新交易的合法性。

UTXO模型的好處是：

可擴(kuò)展性 - 由于可以同時(shí)處理多個(gè)UTXO，因此可以實(shí)現(xiàn)并行事務(wù)并鼓勵(lì)可伸縮性創(chuàng)新。

隱私 - 甚至比特幣也不是一個(gè)完全匿名的系統(tǒng)，但只要用戶為每筆交易使用新地址，UTXO就可以提供更高級(jí)別的隱私。 如果需要增強(qiáng)隱私性，可以考慮更復(fù)雜的方案，例如環(huán)簽名。

相比使用賬戶/余額模型的以太坊來說，這種模型的復(fù)雜度更高，效率也不及后者，但對(duì)于雙花攻擊的抗性更強(qiáng)。目前除了比特幣，也有一些其他的區(qū)塊鏈開始推廣這種模型，例如Hyperledger，理由也正如前述，允許并行處理多個(gè)交易，同時(shí)可以保護(hù)隱私。但反對(duì)使用UTXO模型的人認(rèn)為，UTXO在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)比理論上產(chǎn)生更大的復(fù)雜性，而這可能是沒必要的，而且由于其無狀態(tài)性，和智能合約的契合性不好。