AITD小课堂第十七课：UTXO

中本聪有三个天才般的创举，一个是区块链的设计，一个是UTXO，一个是智能合约。而这三个设计是极为天才的，被斯坦福大学密码学和计算机安全教授 Dan Boneh 评价为“extremely brilliant”，“必将激发无穷的创新”。

UTXO，即未花费的交易输出（Unspent transaction output），基于UTXO的模型与银行使用的账户余额模型完全不同。

BTC账户中的余额不会显示成一个总数，而是由区块链网络中所有与当前账户有关的UTXO所组成的。BTC的每一笔交易都由输入和输出两个部分组成，输入代表的是转入到你的BTC地址上的币，输出代表的是你转出的币，未花费的交易输出会作为下一笔交易的输入。

中本聪在比特币白皮书中做出如下规定：“如果某笔交易的输出值小于输入值，那么差额就是交易费，该交易费将被增加到该区块的激励中。”

因为UTXO的这种特殊设计，转账BTC会生成两笔交易，一笔转给对方，一笔转给自己，俗称“找零”。

当我们在现实生活中进行资金交易的过程中，整个交易的流程往往是这样的，小黄得到了现金10元，转给小牛2元，那么小黄的账户在现有基础上减去2元，小牛的加上2元；小牛和小黄又分别转给小王1元，小牛和小黄的账户分别减去1元，在小王的账户上加上2元，整个交易过程如下图所示。

而在比特币交易中，我们是这样记账的。依然是刚才的流程，小黄通过挖矿获得了10比特币，他向小牛转了2比特币。后来小牛和小黄又各自向小王转了1比特币。整个交易流程如下图。

而三个人的比特钱包地址中只记录了这几笔交易的流水，并没有余额的概念，如下图。

每一个比特币交易都有若干个输入和输出组成，输入直白点讲就是你拿什么证明你能拿出这些比特币来给别人，那么这个证明就是前一个人给你的转帐记录。

小黄的比特币钱包地址中有两种交易类型，Coinbase是一种比较特殊的交易，是指小黄挖矿后的获得的奖励，这种交易实际上是没有输入只有输出的，输出的就是挖矿者小黄的比特币钱包地址，小黄此时要向小牛转2个比特币，那么输入就是小黄挖矿得来10比特币的这个交易，输出2个比特币给小牛，另外转8个比特币给自己。

输出的数量必须小于等于输入的数量，若没有把多余的比特币转回给自己，那么很可能会作为手续费奖励给记账的矿工。后续流程类似，小牛转给小王1比特币的输入是小牛从小黄那得到的2比特币。这样包含若干输入和输出得交易数据结构被称为UTXO即未花费的交易输出。数据库中有专门的表记录UTXO，一旦未花费得作为输入产生了其他输出，则输入交易就从UTXO表中删除。

那么中本聪为什么要采用UTXO而不是账户体系呢，一个比较直接的好处是交易可以并行处理，举个例子，在银行的账户体系下，如果你和你朋友都想操作某一个银行卡账户，这两笔交易在处理时有先有后。

例如，你想从账号里面转200块出来，而你朋友想向账户里存100元。在他操作存款的时候，你操作了转出200元，那么页面上你也许看着是操作成功，进入银行处理状态了，但是银行在真实处理这两笔交易时是有明确的先后顺序的，如果你朋友并不是存钱，而是将钱都取出来，那么过一会，你就会收到支付平台返回的操作失败的操作了，因为并没有足够的余额供你转出。而UTXO并不存在这样的问题，只要每笔钱都有来源，且来源是未被用过的，那么多少个操作同时向一个地址转帐，或者从同一个地址转出也是没关系的。

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