UTXO与基于帐户的模型

比特币和以太坊这两个最著名的加密货币平台在其平台上使用不同的交易模型,每个交易模型都有各自的优势和劣势。从概念的角度了解它们的工作方式对于进一步了解这些平台以及使用相同或相似模型构建的其他平台的总体框架非常重要.

尽管在加密货币平台中达成共识对于保护网络安全和验证区块链的状态是必不可少的,但平台采用的交易模型可用于证明对令牌的所有权。比特币使用未用交易输出(UTXO)方案,而以太坊使用基于帐户的模型。两种模型在最基本的层面上都是用于跟踪数据库状态的模型,并且每种模型在各自平台上的实现在平台的更大结构中都有特定的目的和作用。.

UTXO与基于帐户的模型

比特币是第一个加密货币,因此是第一个使用更抽象的UTXO模型的平台,而以太坊的“基于帐户”模型从根本上讲代表的模型类似于传统的银行帐户模型.

UTXO方案及其在比特币中的使用

比特币中未使用的交易输出模型比以太坊中使用的基于帐户的模型更抽象。它是比特币的重要组成部分,它通过通过一系列数字签名链接的所有交易,使区块链变得透明.

什么是中本共识

阅读:中本聪共识指南

在UTXO模型中,每个令牌所有者通过数字方式签名上次交易的哈希值和下一个所有者的公钥(地址)并将其添加到硬币的末尾,将自己拥有的硬币转移给另一个。该机制本质上是输入和输出的连续越界,其中令牌的所有者实际上并不直接拥有令牌,而是将输出拥有特定数量的令牌,然后可以将其作为新所有者的输入进行签名,然后新所有者控制新的输出。 UTXO方案中有3条基本规则.

  • 每笔交易都必须证明其投入之和大于其产出之和.
  • 每个引用的输入必须有效且尚未使用.
  • 对于每个输入,交易必须具有与输入所有者匹配的签名。.

因此,在典型的UTXO事务中,让我们以Alice和Bob为例。爱丽丝(Alice)拥有10个比特币(BTC),并希望向鲍勃(Bob)发送5个比特币。鲍勃(Bob)没有任何BTC。爱丽丝不是完全拥有10个BTC,而是拥有2个不同的交易输出,分别由6个和4个BTC组成。爱丽丝的钱包会选择最好的输出发送给鲍勃。在这种情况下,6 BTC的输出将发送到Bob,Bob通过拥有证明新输出的所有权所必需的必要地址,数字签名和数字密钥,成为5 BTC的所有者。交易产生的额外的1 BTC更改返回给Alice,称为未用交易输出(UTXO)。现在,爱丽丝仍然拥有两个输出,但是它们分别由1个和4个BTC组成。 Bob现在控制1个输出,价值5 BTC。收款人可以验证签名,以验证分布式公共分类帐上令牌的所有权链。值得注意的是,矿工通过不包含任何输入的coinbase交易生成比特币。.

UTXO模型

UTXO模型,图片来自 Bitcoin.org

从逻辑上讲,就可伸缩性而言,UTXO模型比帐户模型简单得多,并且至关重要的是,它允许比特币(PoW)的共识模型保持简单。这对于整个网络的可伸缩性和安全性具有重要影响。比特币还支持多种脚本类型,使其可以处理复杂的支付逻辑.

UTXO模型的设计具有众多优势,使其成为比特币网络体系结构中的一种优雅兼容的机制。该系统最重要的优点之一是,它允许在网络上进行简单付款验证(SPV)。这些轻型钱包可以以分散和不信任的方式与比特币区块链进行交互,而无需实际下载整个比特币区块链,从而显着减少了存储空间并允许电话应用程序在比特币网络上进行交互.

此外,UTXO模型创建了一个环境,在该环境中可以跨多个地址进行并行处理,从而为可伸缩性提供了更好的基础架构。事务可以并行处理,因为它们都引用独立的输入。最后,如果用户为每个交易生成一个新地址,则尽管区块链透明,但链接帐户变得更加困难。这是比特币的伪匿名属性,但是,越来越多的用于跟踪交易和链接帐户的技术导致比特币的可替代性不如最初的想象.

尽管UTXO模型在应用于比特币之类的框架中具有一些实质性的优势,但仍然存在一些关键的劣势,尤其是当该模型应用于更复杂的图灵完整平台(如以太坊)时。例如,在UTXO设计上构建应用程序会迫使开发人员限制每个输出所影响的状态量。同样,UTXO交易方案本质上与开发智能合约不兼容,因为该概念实际上仅适用于每个输出仅由一个人拥有的应用程序,如果该输出可以被两个或两个以上的人使用,则可能会分解同一时间.

基于账户的模型及其在以太坊中的使用

基于帐户的模型中的余额管理是这两种模型中比较熟悉的一种,并且在以太坊中的工作方式与传统银行世界中的类似。本质上,每个帐户都会经历直接的价值和状态转移的信息转移.

以太坊指南

阅读:我们的以太坊完整指南

例如,爱丽丝和鲍勃想彼此交易。爱丽丝想发送鲍勃5令牌,爱丽丝帐户中有10个令牌,而鲍勃有0。在基于帐户的模型中,爱丽丝发送鲍勃5令牌,这些令牌从她的帐户中减去并添加到鲍勃的帐户中。爱丽丝现在有5个代币,鲍勃有5个代币。这是一个简单的概念,它是传统交易财务模型的工作原理,因为它易于跟踪和防止重复支出,因为整个金融系统中都有集中的机构来监视交易流程.

在以太坊中,有两种类型的账户,私钥控制的用户账户和合同代码控制的账户(智能合约)。这很重要,因为这是以太坊选择基于账户的模型而不是UTXO模型的重要原因。由于以太坊使用图灵完整的编程语言(Solidity),并且其主要功能之一是智能合约,因此帐户模型比比特币使用的基于UTXO的模型具有更大的简化性。以太坊有大量的去中心化应用程序,其中包含任意状态和代码,因此采用比特币中使用的UTXO模型是没有意义的,因为它将固有地限制智能合约的执行能力.

以太坊中的每个账户都有自己的余额,存储空间和代码空间,可用于调用其他账户或地址。如果发送帐户的余额足以支付交易,则该交易有效。如果接收帐户具有代码,则该代码将运行,将任何内容从内部存储更改为创建其他消息,这些消息可能会对其他帐户的借方和贷方产生后续影响。因此,每个新生成的区块都可能会影响所有其他帐户的状态.

以太坊中的帐户模型提供的特定优势是节省空间,简单,熟悉和可替代。与UTXO设计相反,帐户模型中的每笔交易仅需做出一个参考和签名即可产生一个输出。这样可以节省大量空间,这对于像以太坊这样大而复杂的平台来说至关重要。此外,除了基于账户的模型所实现的熟悉性和简单性之外,以太坊区块链的可替代性程度比比特币高得多。以太坊的用户使用客户端远程过程调用执行交易,这使得跨以太坊分类账追踪内部交易比比特币更具挑战性,比特币通过跟踪UTXO方案的数字签名,所有交易都可以通过分类账公开链接。因此,由于商人难以将用于非法活动的硬币列入黑名单,因此增加了可替代性.

另一方面,帐户模型的缺点围绕着它限制了平台的可扩展性。尽管由于以太坊的设计而必须实施,但围绕以太坊开发的可扩展性问题已得到充分确立,并且已成为更广泛行业的关注焦点。围绕帐户模型的设计逻辑并不像UTXO模型那么琐碎,并且随着平台的不断发展,可能会对平台中的其他设计概念产生潜在影响.

结论

在加密货币平台中,平台中包含多种设计概念和技术机制,它们能够充当可行,安全和可用的系统.

此类平台使用的事务处理模型使用加密技术来验证整个网络上令牌的所有权。 UTXO方案非常适合比特币,而以太坊中使用的基于帐户的模型则旨在支持其更复杂的应用程序和合同需求.

这些平台的后续迭代可能会调整和优化这些机制,以更好地适应其各自网络的未来发展,但是,能够了解其当前的实现将大大有助于更全面地了解其网络的工作方式以及它们的原因。太新奇了.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me