什麼是 UTXO 模型？它與以太坊的賬戶模型有何不同？

了解區塊鏈中的 UTXO 模型

1. UTXO（未花費交易輸出）模型是Bitcoin和其他幾種加密貨幣用來跟踪所有權和驗證交易的基本機制。每筆交易都會消耗現有的 UTXO 作為輸入，並創建新的 UTXO 作為輸出。這些未使用的輸出代表可以在未來交易中使用的可用資金。

2. 在此模型中，每個用戶的餘額不是存儲為單個數字，而是通過掃描區塊鏈中鏈接到其公共地址的所有 UTXO 來得出。這意味著錢包在構建交易時必須收集和驗證多個 UTXO，這會稍微增加計算開銷，但會增強安全性和並行性。

3、UTXO系統中的交易是無狀態的。每個都獨立存在並直接引用先前的輸出。這允許節點在不訪問全局狀態的情況下驗證交易，從而使驗證在分佈式網絡中更加模塊化和可擴展。

4. 該結構通過 CoinJoin 等技術支持強大的隱私功能，並通過 Merkle 證明實現高效的輕客戶端。由於每個輸出都是離散的，因此用戶可以精確管理資金粒度，根據費用效率或匿名需求選擇要花費的 UTXO。

5. UTXO 的不變性和可追溯性提供了一個透明的分類賬，其中每個代幣的變動都來自可驗證的來源，從而加強了去信任的共識。這種設計與數字簽名和哈希鏈的密碼學原理緊密結合，確保協議層面的防篡改。

以太坊基於賬戶的模型解釋

1. 以太坊採用基於賬戶的模型，每個用戶的餘額都直接存儲在區塊鏈狀態的賬戶中。這類似於傳統的銀行系統：賬戶持有的餘額隨著傳入和傳出的交易而增加或減少。

2. 賬戶有兩種類型：由私鑰控制的外部賬戶（EOA）和由代碼控制的合約賬戶。兩者都維護持久存儲，並且可以在以太坊虛擬機（EVM）內無縫交互。

3、事務發生時，直接修改全局狀態。例如，發送 ETH 會從發送者的餘額中扣除並添加到接收者的餘額中。智能合約執行可以同時改變多個賬戶的狀態，從而實現複雜的去中心化應用程序。

4. 與 UTXO 不同，該模型要求節點維護所有賬戶、合約和存儲的整個當前狀態。雖然這簡化了余額查詢，但它增加了內存需求並使全節點的狀態修剪變得複雜。

5.狀態轉換是原子性和確定性的，這意味著每個節點在給定相同輸入的情況下計算相同的結果，即使在高並發交互期間也能保持網絡一致性。這種可預測性對於在數千個節點上可靠地執行智能合約至關重要。

UTXO 和賬戶模型之間的主要區別

1. 數據表示存在顯著差異：UTXO 將硬幣作為離散對象進行跟踪，而賬戶模型則跟踪與地址相關的餘額。這會影響錢包計算可用資金的方式以及交易的結構方式。

2. 可擴展性方法各不相同。 UTXO 可以更輕鬆地進行分片，因為 UTXO 的子集可以獨立處理。由於共享狀態依賴性，以太坊的賬戶模型面臨跨分片交易的挑戰。

3. 隱私功能有利於 UTXO，因為用戶可以為每筆交易生成新地址並混合 UTXO，而無需洩露鏈接。相比之下，賬戶模型公開了與某個地址相關的所有交易歷史記錄，從而減少了假名。

4. 智能合約功能與基於賬戶的系統更自然地集成。以太坊利用其全局狀態來啟用保存數據並響應消息的合約，而基於 UTXO 的平台需要腳本邏輯或側鍊等擴展來支持類似的功能。

5.交易費用和資源管理也存在差異——UTXO 系統通常根據數據大小收取費用，而以太坊則使用與計算複雜性相關的 Gas 定價，反映了執行和經濟激勵之間更深入的整合。

關於 UTXO 和賬戶模型的常見問題

UTXO 模型中什麼可以防止雙花？由於每個 UTXO 只能被消耗一次，因此可以防止雙花。一旦作為輸入包含在有效交易中，它就會被標記為已用且無法重複使用。節點拒絕任何引用已用輸出的嘗試，通過共識規則強制執行完整性。

以太坊如何處理影響同一賬戶的並發交易？以太坊使用隨機數（nonce）對交易進行排序——隨機數是來自 EOA 的每筆交易所附加的序列號。節點按隨機數順序處理事務，防止競爭情況。如果兩個交易具有相同的隨機數，則僅接受第一個確認的交易，而丟棄另一個。

UTXO 區塊鏈可以支持智能合約嗎？是的，儘管與基於帳戶的系統相比有局限性。 Cardano 和 Ergo 等平台使用腳本語言擴展 UTXO，以實現條件支出和去中心化邏輯。這些模型將合約視為對贖回的約束，而不是持久的有狀態實體。

為什麼一些開發者更喜歡使用 UTXO 模型作為 Layer-2 解決方案？ UTXO 模型的無狀態性質使其成為支付渠道等鏈下協議的理想選擇。由於每個輸出都是獨立的，因此各方可以在鏈下交換簽名交易並在鏈上解決最終狀態，而無需保持連續連接或共享上下文。