在沒有比特幣虐秦，區(qū)塊鏈之前是沒有UTXO這個詞語的凄敢。
要說清楚UTXO是什么唱凯？先給大家介紹兩個知識點报腔，一是什么是交易偎谁，二是什么是賬號模型
1、 什么是交易
交易比較好理解俺驶，英文是Transaction 被簡稱為 TX幸逆。以我們平時對交易的理解，李四給張三轉(zhuǎn)賬了一筆50塊錢暮现，那就是李四的賬上的錢少了50塊还绘，張三賬上的錢多了50塊；張三再想王五轉(zhuǎn)賬50元送矩，這樣的過程就叫做交易蚕甥，那么在計算機中怎么來記錄和保存這筆交易呢？
2栋荸、 什么是賬號模型
現(xiàn)在的銀行系統(tǒng)菇怀、證券交易系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)第三方支付系統(tǒng)等晌块，其核心都是基于賬戶的設計爱沟，由關(guān)系數(shù)據(jù)庫比如MySQL，Oracle來支撐的匆背。這是最直接最直觀符合人類思維的方式呼伸。
為了照顧沒有計算機和數(shù)據(jù)庫基礎知識的讀者，簡單介紹下數(shù)據(jù)庫知識。
數(shù)據(jù)庫指的是以一定方式儲存起來括享，能為多個用戶共享搂根，與應用程序彼此獨立的數(shù)據(jù)集合。簡單來說可視為電子化的表格铃辖，用戶可以對表格中的數(shù)據(jù)運行新增剩愧、更新、刪除等操作娇斩。
可以看出仁卷，關(guān)系數(shù)據(jù)庫可以簡單理解成一張表格。那么對于賬戶模型的數(shù)據(jù)庫犬第，簡單來講可以設計成兩個張表格:
- 賬戶表
- 交易記錄表
1 簡化的賬戶表格如下锦积，用來記錄所有人的銀行卡號及余額信息，實際情況會復雜很多：
| 編號 | 開戶人 | 開戶卡號 | 余額 |
|---|---|---|---|
| 1 | 張三 | 62xxx001 | 100 |
| 2 | 李四 | 62xxx002 | 100 |
| 3 | 王五 | 62xxx003 | 100 |
| ... | ... | ... | ... |
2 交易記錄表如下歉嗓，用來記錄所有的轉(zhuǎn)賬記錄
| 編號 | 轉(zhuǎn)賬人 | 接收人 | 轉(zhuǎn)賬金額 |
|---|---|---|---|
| ... | ... | ... | ... |
以上面李四給張三轉(zhuǎn)賬50元為例丰介，交易記錄表格，新增一條轉(zhuǎn)賬記錄如下：
| 編號 | 轉(zhuǎn)賬人 | 接收人 | 轉(zhuǎn)賬金額 |
|---|---|---|---|
| 1 | 李四 | 張三 | 50 |
同時需要在賬號表格中做下余額修改鉴分，修改后的賬戶表格為
| 編號 | 開戶人 | 開戶卡號 | 余額 |
|---|---|---|---|
| 1 | 張三 | 62xxx001 | 150 |
| 2 | 李四 | 62xxx002 | 50 |
| 3 | 王五 | 62xxx003 | 100 |
| ... | ... | ... | ... |
張三給王五轉(zhuǎn)賬50元后基矮，兩張表格的編號如下：
| 編號 | 轉(zhuǎn)賬人 | 接收人 | 轉(zhuǎn)賬金額 |
|---|---|---|---|
| 1 | 李四 | 張三 | 50 |
| 2 | 張三 | 王五 | 50 |
修改后的賬戶表格為
| 編號 | 開戶人 | 開戶卡號 | 余額 |
|---|---|---|---|
| 1 | 張三 | 62xxx001 | 100 |
| 2 | 李四 | 62xxx002 | 50 |
| 3 | 王五 | 62xxx003 | 150 |
| ... | ... | ... | ... |
3、什么是UTXO模型
上面的賬戶模型其實是人最直觀冠场、直接，容易理解的本砰。那么還有其他的方式來表示交易碴裙？中本聰設計的UTXO就是一種表示交易的方式。
UTXO是Unspent Transaction Output（未花費交易輸出）的簡寫点额，transaction 被簡稱為 TX舔株，所以上面這個短語縮寫為 UTXO。上面的賬戶模型是兩張表格組成还棱，UTXO經(jīng)過巧妙的設計不需要傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫來支撐载慈，UTXO被翻譯成未消費交易輸出，由點拗口珍手，怎么理解呢办铡？
我們知道比特幣是挖出來的，假設張三琳要、李四寡具、王五都挖出了100個比特幣
同樣，以上面李四給張三轉(zhuǎn)賬50元為例
張三給王五轉(zhuǎn)賬50元后
解釋下上面的幾個圖的意思稚补。
比特幣的區(qū)塊鏈賬本里記錄的是一筆又一筆的交易童叠。每筆交易都有若干交易輸入，也就是資金來源课幕，也都有若干筆交易輸出厦坛，也就是資金去向五垮。一般來說，每一筆交易都要花費（spend）一筆輸入杜秸，產(chǎn)生一筆輸出放仗，而其所產(chǎn)生的輸出，就是“未花費交易輸出”亩歹，也就是 UTXO匙监。
挖礦所得的獎勵叫做coinbase，沒有輸入來源小作，所以張三亭姥、李四、王五的100個幣（為方便說明為100個顾稀，實際上根據(jù)減半機制达罗，比特幣在2018每個區(qū)塊獎勵是12.5個）均來自于挖礦，假設TX hash編號分別為0x001静秆，0x002粮揉，0x003。
李四給張三轉(zhuǎn)50個幣抚笔，轉(zhuǎn)賬交易的hash編號為0x004扶认，輸入的TX編號為0x001和0x002，輸出為張三150個幣殊橙，李四為50個幣辐宾。注意這里忽略了交易打包費。
在后來膨蛮，張三要給王五轉(zhuǎn)50個幣叠纹，轉(zhuǎn)賬交易的hash編號為0x005，聰明如你應該能猜出來敞葛，輸入是0x003和0x004誉察，輸出為張三100幣，王五150個幣惹谐。同樣這里忽略了交易打包費持偏。
由此，可以看出UTXO交易遵守下面規(guī)則：
- 除了 coinbase 交易之外豺鼻，所有的資金來源都必須來自前面某一個或者幾個交易的 UTXO综液，就像鏈條一樣，一個接一個儒飒，錢就在交易之間流動起來了谬莹。
- 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。
至此你應該能明白為什么有人說：比特幣網(wǎng)絡中沒有賬戶附帽，只有地址埠戳；比特幣不是余額，而是UTXO蕉扮。
你也能理解為什么你想看到比特幣錢包的最新余額整胃，必須要同步到最高的區(qū)塊高度才能正確顯示。
4喳钟、為什么要設計UTXO模型屁使？
4.1 賬戶模型的缺點
講點題外話：其實人的認知對于大與小的概念是不夠的。0.001秒對于人來講是一個很短很短的時間奔则，但是對于計算機來講是一個很長的時間蛮寂，在計算機世界可能相當于人類的1天。當我們嘲笑魚的記憶只用7秒的時候易茬，如果計算機有意識的話酬蹋，可能也會嘲笑人類的記憶最長也只有幾十年，因為計算機的存儲時間理論上來講是無限長的抽莱。
先給大家解釋下計算機基礎知識范抓。
筆者前面的文章解釋了圖靈機（http://www.reibang.com/p/c07d83c4f3a1），其實我們現(xiàn)在的所有計算機都是圖靈機食铐，從圖靈機的模型我們知道要修改一個數(shù)據(jù)匕垫，比如銀行卡余額增加100元，需要做三步：
1虐呻，先從賬戶中讀出余額
2年缎，把余額值增加100元得出新的余額值
3，把新的余額寫到賬戶中
在三步計算機操作在我們?nèi)丝磥硎撬查g（比如0.0001秒）完成铃慷，但是在計算機內(nèi)部其實要花一定時間的，它是一個分步驟完成蜕该，在多個CPU時鐘內(nèi)完成的犁柜。
對于賬戶模型，我們在上面已經(jīng)了解到堂淡，需要有兩張表格馋缅，轉(zhuǎn)賬過程中，要保證等式兩邊必須配平绢淀。所以發(fā)出去的交易是給某個帳戶加錢萤悴，同時要給另外一個賬戶減錢，即要對兩個賬戶的數(shù)據(jù)進行修改皆的，如果交易因為網(wǎng)絡等原因重新發(fā)送覆履，變成兩筆交易重復扣錢，這是在區(qū)塊鏈里面著名的“重放攻擊”。
在分布式系統(tǒng)中硝全，要保證加錢栖雾，減錢兩個同時完成，就需要實現(xiàn)分布式事務伟众，相信做個編程的同學就知道這是一個非常非常難析藕，非常消耗資源的一個事情，也是非常容易出現(xiàn)漏洞的地方凳厢，以太坊采用就是賬戶模型账胧，所以以太坊智能合約經(jīng)常由于編程不當引起被盜幣的事情發(fā)生
4.2 比特幣是沒有開戶的過程的，只有地址先紫。
去中心化系統(tǒng)沒有專門的機構(gòu)去讓人申請每個賬戶的生成和銷毀治泥，這樣的系統(tǒng)也無需記錄和跟蹤所有賬戶的信息，以UTXO來替代跟蹤帳戶交易的方式泡孩，消耗的系統(tǒng)資源會比較少 车摄，只要跟蹤UTXO即可，且不可篡改仑鸥。
4.3 更好匿名性
比特幣有個比較好的特性是匿名性吮播，可以每次交易就換一對公私鑰，交易輸出的給自己的找零往往輸出到一個另外的帳戶下去眼俊，UTXO迎合了這種需求意狠，如門羅幣就是采用混幣的方式實現(xiàn)隱私的。而使用帳戶模型就沒那么靈活了疮胖。
4.4 更好的并行處理
UTXO是獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)环戈，理論上來說可以并行地利用不同的 UTXO 簽發(fā)多筆交易，并廣播到網(wǎng)絡中澎灸，而不用考慮事務問題院塞；
4.5 占用空間小
去中心化系統(tǒng)考慮是全世界人民可以使用，開多個地址性昭，長期來看拦止，UTXO不會因為地址的增多而增加額外的空間，所以數(shù)據(jù)占用更小糜颠，而賬戶模型會越來越臃腫汹族。
5、從UTXO得到的啟發(fā)
5.1 跳出大眾思維其兴。比特幣作為一種點對點的電子貨幣系統(tǒng)顶瞒，跳出傳統(tǒng)貨幣系統(tǒng)的賬戶模型設計，采用了一種全新的方式元旬，用最低的成本榴徐，解決很多分布式問題守问。
5.2 找出等價性，越簡單越美箕速。 等價性是一種很厲害的解決問題的方式酪碘，在計算機領(lǐng)域有很多等價性的例子，比如用二進制來等價十進制盐茎，解決機械運動直接計算10進制非常復雜的情況兴垦；又比如把人工智能問題等價成數(shù)學問題。UTXO把賬戶交易用一種簡單的模型進行等價字柠，雖然不符合人常規(guī)思考方式探越，但非常簡單，非常具有美感窑业。
5.3 要學會某些妥協(xié)钦幔。 比特幣設計之初就是給全世界人民使用的，并且要具有去中心化常柄、可溯源鲤氢、不可篡改、匿名等特效西潘，就必須要所妥協(xié)卷玉，比如UTXO設計要實現(xiàn)EVM功能就非常困難，即實現(xiàn)圖靈完備的智能合約非常難喷市。這也是以太坊沒有采用UTXO模型的主要原因相种。
