UTXOモデルとアカウントモデルとは何ですか？

UTXOモデルの理解

UTXO（アンペントトランザクション出力）モデルは、ブロックチェーンテクノロジーの基本的な概念であり、特にBitcoinおよび他の同様の暗号通貨で顕著です。このモデルでは、トランザクションは入力および出力として構成されています。ユーザーが暗号通貨を送信すると、以前の先に進んでいない出力を入力として参照し、将来のトランザクションで使用できる新しい出力を作成します。

各トランザクションは既存のUTXOSを消費し、新しいトランザスを生成します。たとえば、AliceがBOBに1つのBTCを送信したいが、2 BTCのUTXOのみを持っている場合、彼女はそのUTXOを入力として使用し、2つの出力を生成します。

UTXOモデルの重要な特徴は、永続的なアカウント残高を維持しないことです。代わりに、ウォレットは利用可能なすべてのUTXOSを追跡して、ユーザーがどのくらいの使用をすることができるかを判断する必要があります。これにより、アカウントベースのモデルと比較してトランザクション検証がより複雑になりますが、並列処理機能によりプライバシーとスケーラビリティの可能性も高まります。

アカウントモデルの調査

対照的に、アカウントモデルは、イーサリアムなどのブロックチェーンや、スマートコントラクトをサポートする他の多くのブロックチェーンで使用されます。このモデルは、各アドレスがすべてのトランザクションで直接更新される残高がある従来の銀行システムに似ています。

ユーザーが転送を開始すると、システムは指定された金額を残高から差し引き、受信者の残高に追加します。複数の先に進んでいない出力を追跡する必要はありません。

スマートコントラクトの実行もこのモデルで動作します。各相互作用は、関連するアカウントの状態を変更します。これにより、分散型アプリケーション（DAPP）を構築する際の開発者のロジックが簡素化されます。ただし、このシンプルさは、シーケンシャル処理要件により、トランザクションの検証が遅くなる可能性がある場合に犠牲になります。

UTXOモデルとアカウントモデルの主な違い

• トランザクション構造： UTXOモデルはトランザクション入力と出力に依存し、アカウントモデルの更新は直接バランスを取ります。
• 国家管理：UTXOシステムは、アカウントの残高を明示的に保存しません。代わりに、すべての有効なUTXOSを合計することにより、バランスを計算します。アカウントベースのシステムは、バランスを永続的に追跡します。
• スケーラビリティへの影響：UTXOは、各UTXOを個別に処理できるため、並列トランザクション処理を許可します。アカウントモデルは、多くの場合、2倍の支出条件や人種条件を回避するために連続処理が必要です。
• プライバシー機能：UTXOは、アドレスに結び付けられた単一の残高を公開しないため、すぐにプライバシーを提供します。ユーザーは、総保有を簡単に明らかにすることなく、複数のアドレスを管理できます。

これらの区別は、開発者がさまざまなブロックチェーンエコシステム内のアプリケーション設計、ネットワークパフォーマンスの調整、セキュリティに関する考慮事項にアプローチする方法に影響します。

ユースケースと生態系の適合性

UTXOモデルを利用するブロックチェーンは、通常、高スループットと強化されたプライバシーが優先事項であるシナリオに適しています。 Bitcoinの設計は、大量のシンプルなピアツーピアトランザクションを効率的に処理するUTXOの能力に恵まれます。

一方、Eth​​ereumなどのアカウントモデルを使用したプラットフォームは、頻繁な状態の変更とアカウントとスマートコントラクト間の複雑な相互作用を必要とする環境で優れています。開発者は、永続的なアカウント残高を使用するときに条件付きロジックとマルチステッププロセスを簡単に実装することが簡単です。

いくつかの新しいブロックチェーンは、両方のモデルの側面を組み合わせて、特定のユースケースに最適化しようとします。たとえば、特定のプロトコルは、Scalabilityを完全に犠牲にすることなくスマートコントラクト機能を有効にするために、UTXOファンデーションを介してアカウントのような抽象化を重ねることができます。

技術的な実装に関する考慮事項

いずれかのモデルを実装するには、トレードオフを慎重に検討する必要があります。

• ストレージの要件： UTXOセットは、特にユーザーが少量を頻繁に取引し、多くの断片化されたUTXOにつながる場合、時間の経過とともに大幅に成長する可能性があります。対照的に、アカウントモデルはレコードを保存するより少ないが、より頻繁に更新する必要がある。
• 検証の複雑さ：UTXOトランザクションの検証には、参照されるすべての入力が無力で有効であることを確認することが含まれます。アカウントベースのシステムの場合、検証には、十分なバランスを確保し、CENCEの使用法を正しくすることが含まれます。
• 並行性制御： UTXOモデルは、異なるUTXOを費やすトランザクションを互いに妨害しないため、より高い並行性をサポートしています。アカウントモデルでは、多くの場合、同時アクセス中に不一致を防ぐために、ロックメカニズムまたは楽観的な並行制御が必要です。

開発者は、アプリケーションの要件に合わせて調整されたブロックチェーンプロトコルを選択または設計する際に、これらの要因を比較検討する必要があります。

よくある質問

ブロックチェーンがUTXOを使用するのか、アカウントモデルを使用するかを決定するものは何ですか？選択は、意図したユースケース、スケーラビリティの目標、および開発の好みに依存します。 UTXOは、スループットとプライバシーの優先順位付けを優先するシステムに優先されますが、アカウントモデルはプログラマ性と状態移行を強調するプラットフォームに適しています。

ブロックチェーンは、UTXOからアカウントモデルに切り替えることができますか、その逆も同様ですか？技術的には、ハードフォークまたは層状の抽象化によって可能ですが、そうするには重要なアーキテクチャの再設計が必要であり、既存のツールやインフラストラクチャとの互換性に影響を与える可能性があります。

UTXOベースのブロックチェーンはスマートコントラクトをサポートしていますか？はい、CardanoやErgoのようなUTXOベースのブロックチェーンの中には、UTXOモデルを追加のロジックで拡張することによりスマートコントラクト機能を実装していますが、アプローチはEthereumスタイルのアカウントモデルとは異なります。

UTXOモデルとアカウントモデル間でウォレット管理はどのように異なりますか？ UTXOチェーンのウォレットは、効率的なトランザクション作成のために個々のUTXOを管理する必要がありますが、アカウントベースのウォレットは主にバランスとノンセスを追跡する必要があります。