Was ist eine nicht ausgegebene Transaktionsausgabe (UTXO) und wie verwendet Bitcoin sie?

Das Konzept der nicht ausgegebenen Transaktionsausgabe (UTXO) verstehen

1. Eine nicht ausgegebene Transaktionsausgabe, allgemein als UTXO bezeichnet, ist eine grundlegende Komponente bei der Art und Weise, wie Bitcoin den Besitz aufzeichnet und Transaktionen validiert. Jedes UTXO stellt einen diskreten Betrag von bitcoin dar, der an eine bestimmte Adresse gesendet, aber noch nicht ausgegeben wurde. Diese Ausgaben dienen als Bausteine ​​für neue Transaktionen und funktionieren ähnlich wie physische Münzen oder Scheine im traditionellen Finanzwesen.

2. Wenn ein Benutzer bitcoin sendet, überweist er nicht direkt einen Saldo von seinem Konto. Stattdessen verweisen sie als Eingaben auf ein oder mehrere vorhandene UTXOs unter ihrer Kontrolle. Diese Eingaben werden dann verwendet, um neue Ausgaben – neue UTXOs – zu erstellen, die verschiedenen Adressen Werte zuweisen. Sobald ein UTXO als Eingabe verwendet wird, wird es aus der Menge der verfügbaren UTXOs entfernt und kann nicht wiederverwendet werden.

3. Der gesamte Verlauf von Bitcoin-Transaktionen kann als kontinuierlicher Prozess der Erstellung und Nutzung von UTXOs betrachtet werden. Jede bestätigte Transaktion fügt dem Netzwerk neue UTXOs hinzu und zerstört gleichzeitig ältere. Dieses Modell stellt sicher, dass kein bitcoin doppelt ausgegeben wird und führt einen klaren Prüfpfad der Eigentumsübertragungen in der gesamten Blockchain.

4. Jedes UTXO enthält wichtige Informationen wie die Menge an bitcoin, das Sperrskript (normalerweise an einen Hash des öffentlichen Schlüssels gebunden) sowie seine eindeutige Transaktionskennung und seinen Ausgabeindex. Mithilfe dieser Daten können Knoten im Netzwerk überprüfen, ob ein bestimmtes UTXO gültig ist und ob der Spender das Recht hat, es zu verwenden, indem er eine gültige digitale Signatur bereitstellt.

Wie Bitcoin das UTXO-Modell implementiert

1. Im Hauptbuch von Bitcoin werden die Kontostände nicht wie bei herkömmlichen Banksystemen erfasst. Stattdessen werden alle nicht ausgegebenen Ausgaben im gesamten Netzwerk verfolgt. Ein Wallet berechnet das Gesamtguthaben eines Benutzers, indem es die Blockchain nach allen mit seinen Adressen verknüpften UTXOs durchsucht und deren Werte summiert.

2. Beim Aufbau einer Transaktion muss der Absender angeben, welche UTXOs er ausgeben möchte. Diese ausgewählten UTXOs müssen zusammen den gesendeten Betrag erreichen oder übertreffen. Wenn sie diesen Wert überschreiten, beinhaltet die Transaktion normalerweise eine Änderungsausgabe, bei der der verbleibende Betrag als neues UTXO an die Wallet des Absenders zurückgesendet wird.

3. Transaktionen werden durch kryptografische Signaturen gesichert. Für jede Eingabe, die auf ein UTXO verweist, muss der Absender eine digitale Signatur bereitstellen, die die im Sperrskript des UTXO definierten Bedingungen erfüllt. Knoten validieren diese Signaturen, bevor sie die Transaktion in einen Block akzeptieren.

4. Die dezentrale Natur von Bitcoin hängt stark von der Unveränderlichkeit und Überprüfbarkeit von UTXOs ab, um sicherzustellen, dass jeder Knoten die Gültigkeit von Transaktionen unabhängig bestätigen kann, ohne einer zentralen Autorität zu vertrauen. Dieser vertrauenswürdige Überprüfungsmechanismus ist der Kern des Sicherheitsmodells von Bitcoin.

Vorteile und Auswirkungen des UTXO-Systems

1. Die parallele Verarbeitung wird aufgrund der diskreten Natur von UTXOs effizienter. Da jede Ausgabe unabhängig ist, können mehrere Transaktionen, die unterschiedliche UTXOs ausgeben, gleichzeitig ohne Konflikte validiert werden, was das Skalierbarkeitspotenzial erhöht.

2. Datenschutzfunktionen profitieren vom UTXO-Modell, da Benutzer für jede Transaktion neue Adressen generieren können, wodurch es schwieriger wird, Aktivitäten einer einzelnen Entität zuzuordnen. Obwohl Blockchain-Analysetools existieren, unterstützt die Struktur von Natur aus Pseudonymität.

3. Die Transparenz des UTXO-Sets ermöglicht es sowohl Lightweight-Clients als auch Full-Nodes, Zahlungen zu überprüfen, ohne den gesamten Transaktionsverlauf herunterladen zu müssen. Die vereinfachte Zahlungsverifizierung (SPV) ist auf diese Eigenschaft angewiesen, um effektiv zu funktionieren.

4. Im Gegensatz zu kontobasierten Modellen, bei denen Salden global aktualisiert werden, vermeidet das UTXO-Modell globale Statusänderungen. Dies verringert das Risiko von Race Conditions während der Validierung und trägt zu deterministischen Transaktionsergebnissen bei.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert mit einem UTXO, wenn es ausgegeben wird? Sobald ein UTXO als Eingabe in einer neuen Transaktion verwendet wird, wird es dauerhaft aus dem aktiven UTXO-Set entfernt. Es ist nicht mehr als verfügbarer Saldo vorhanden und kann nicht erneut referenziert werden. Sein Wert wird effektiv in neue Ergebnisse übertragen, die durch die Transaktion entstehen.

Kann eine einzelne Transaktion mehrere UTXOs als Eingaben haben? Ja, bei Transaktionen werden oft mehrere kleinere UTXOs zusammengefasst, um größere Zahlungsbeträge abzudecken. Diese als Eingabekonsolidierung bekannte Praxis ermöglicht es Benutzern, Gelder aus verschiedenen Quellen in einer Transaktion zu kombinieren, führt jedoch aufgrund der höheren Datengröße zu höheren Gebühren.

Wie verwalten Wallets UTXOs? Wallets führen eine Liste aller UTXOs, die mit ihren abgeleiteten Adressen verknüpft sind. Sie scannen die Blockchain bei der Synchronisierung, um relevante Ausgaben zu identifizieren. Beim Erstellen einer Transaktion wählt das Wallet geeignete UTXOs basierend auf Betrag, Gebührenkosten und manchmal auch Datenschutzaspekten aus.

Wächst das UTXO-Set mit der Zeit? Im Allgemeinen ja. Je mehr Transaktionen stattfinden, insbesondere solche, die Änderungsausgaben generieren, steigt tendenziell die Gesamtzahl der UTXOs. Dieses Wachstum wirkt sich auf den Speicherbedarf für vollständige Knoten aus und beeinflusst die Netzwerkeffizienz, was zu Diskussionen über UTXO-Verwaltungsstrategien führt.