区块链100讲：UTXO——你的比特币钱包里永远不会有钱

整理：辛西娅

比特币交易是比特币系统中最重要的部分。 在比特币交易过程中，有一个词“UTXO”是经常被提及的。 有句话说：你的比特币钱包里永远不会有钱，但你可以拥有控制钱的力量。

如果有人告诉你，比特币世界既没有所谓的“账户”，也没有所谓的“余额”，你一定觉得很奇怪。 你肯定会问“明明我的钱包应用告诉我我的钱包里有 XX 个比特币？”

本期《区块链百讲》，我们就来聊一聊UTXO。

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过去的知识

比特币交易是比特币系统中最重要的部分。 它的生命周期如下：

它的生命周期从它被创造的那一刻开始，也就是出生。

然后用一个或多个签名加密比特币交易，这些签名表示允许使用交易指向的比特币资金。

接下来，比特币交易被广播到比特币网络。 在比特币网络中，每个节点（比特币交易参与者）在网络中验证并广播交易，直到交易被网络中的大多数人接受。 节点接收。

每个比特币节点都连接到一些其他节点，形成一个巨大的网络结构。 每个节点收到交易后，会相互验证，如果有效则传播给其他节点，如果无效则拒绝并返回。 有效的交易会在几秒钟内传播到整个网络。

最终，比特币交易由挖矿节点验证，并以记录许多比特币交易的区块的形式添加到区块链中。

一旦一笔比特币交易被记录在区块链上并被足够多的后续区块确认，它就成为比特币账本的一部分，并被所有比特币交易参与者认可为有效交易。

这笔交易分配给新所有者的比特币资金可以用于新的交易——这延长了所有权链并再次开始新的比特币交易生命周期。

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未交易输出

一笔比特币交易是一种具有输入值和输出值的数据结构。

比特币交易的基本单位是一笔未使用的交易输出，简称UTXO，全称是“Unspent Transaction Output”。

在比特币的世界里，既没有账户也没有余额，只有分散在区块链中的 UTXO。

UTXO是一定数量的比特币货币，不能被分割，不能被所有者锁定，也不能记录在区块链中，被全网认可为一个货币单位。

比特币网络以数百万计监控所有可用（未花费）的 UTXO。 当用户收到比特币时，金额将作为 UTXO 记录在区块链中。 这样，用户的比特币将作为 UTXO 分散到数百个交易和数百个区块中。

事实上，没有地方可以存储比特币地址或账户余额，只有被其所有者锁定的去中心化 UTXO。

“用户的比特币余额”的概念是通过比特币钱包应用程序创建的衍生产品。 比特币钱包通过扫描区块链并汇总属于该用户的所有 UTXO 来计算用户的余额。

- “掌握比特币”

为了理解UTXO，我们假设这样一个场景：张三挖出了12.5个比特币，几天后，他把其中的2.5个支付给了李四。 几天后，他和李四各贡献了2.5个比特币，凑成了5个比特币给王五。

如果设计是基于传统的账户模型，张、李、王在数据库中各有一个账户，三人的账户变化如下图所示：

但是在比特币中，这个过程是通过UTXO实现的，如下图：

从图中我们可以看出，上一笔交易的输出是下一笔交易的输入，形成一条交易链。 比特币世界的每一笔转账都可以追溯到上一笔交易，可以追溯到它诞生时矿工挖出的区块。 在一笔交易中，交易消耗的UTXO称为交易输入，交易创建的UTXO称为交易输出。

比特币钱包通过扫描区块链并汇总属于该用户的所有 UTXO 来计算用户的余额。 当用户进行支付时，他的钱包通过选择可用的 UTXO 来构建交易。 一旦选择了UTXO，钱包会生成包含签名的解锁脚本，相当于打开钱箱取钱付款。

UTXO 的优势

在物理世界中，货币的价值转移很容易，通过金属货币/纸币可以很好地实现价值转移； 在数字世界中，比特币会用上一笔交易的公钥和下一个拥有者签名签署一个数字，将这个签名附加到比特币的末尾，发送给下一个拥有者。 通过UTXO的设计机制比特币的钱包有哪些，很好的保证了每笔交易只能使用一次比特币的钱包有哪些，解决了数字世界的双重支付问题，从而实现价值传递。

另外，由于全网只记录UTXO，历史旧数据可以在未来被切割，不像中心化的账户数据库系统需要记录所有的交易记录（增删改查），旧数据不能被丢弃，从而减缓整个网络数据快速增长的问题。