区块链学习笔记（3）：深刻理解比特币交易 UTXO

本文由币乎（bihu.com)优质内容计划支持

最初对于比特币交易的理解，仅限于使用比特币买卖某商品，买家账户余额-1，而卖家账户余额+1，直到了解了 UTXO。

UTXO (Unspent Transaction Output)，译为中文的意思是未花费的输出。

我们先来了解一下传统的支付系统，场景是这样的：张三要付给李四 10 块钱，基本流程是这样的：

1. 检查张三账户余额是否有 10 块钱，如果没有终止交易
2. 如果存在 10 块钱，张三账户减去10元
3. 李四账户增加 10 块钱

这个场景很容易理解，这也是现在的银行、电商交易系统的设计，由关系数据库支持，数据库要确保事务性、原子性、一致性等等，这种基于账户的设计，简单直观。

而比特币没有设计成基于账户的系统，而是 UTXO。

要理解 UTXO，我们假设一个这样的场景：张三挖到 12.5 枚比特币。过了几天，他把其中 2.5 枚支付给李四。又过了几天，他和李四各出资 2.5 比特币凑成 5 比特币付给王五。

基于账户的设计，张、李、王三人在数据库中各有一个账户，账户余额变化如下：

账户余额变化

而通过 UTXO 实现如下图：

UTXO

图片来源见水印，侵删。

初次看到这两张图片的时候，感觉 UTXO 和基于账户这两种方案没什么区别，但是，但是，不要只是盯着账户余额看。看这两张图片的不同之处，直觉是“少了一个交易步骤”。

这就要说一说 UTXO 设计的高明之处了，为什么要这么设计呢？

传统的关系型数据库的一笔交易，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”。

而 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。

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 UTXO；

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。

UTXO 模式最大的优势就是，忠实地记录了交易，只要交易记录清晰准确，那么每个人进行清算的结果就都不会出错。

对于 UTXO，是区块链设计思想的核心之一，本文建议你只字不差的阅读，即使我是一位程序员，对于概念，理解上也是花费了较多时间。