什么是未花费的交易输出（UTXO）以及Bitcoin如何使用它？

了解未花费交易输出（UTXO）的概念

1. 未花费的交易输出，通常称为 UTXO，是 Bitcoin 如何记录所有权和验证交易的基本组成部分。每个 UTXO 代表已发送到特定地址但尚未花费的离散数量的 bitcoin。这些产出充当新交易的构建块，其功能类似于传统金融中的实物硬币或票据。

2. 用户发送bitcoin时，并不直接从账户中转出余额。相反，他们引用他们控制下的一个或多个现有 UTXO 作为输入。然后，这些输入用于创建新的输出（新的 UTXO），为不同的地址分配值。一旦 UTXO 被用作输入，它就会从可用 UTXO 集合中删除，并且不能重复使用。

3. Bitcoin笔交易的整个历史可以被视为创建和消费UTXO的连续过程。每笔已确认的交易都会向网络添加新的 UTXO，同时销毁旧的 UTXO。该模型确保 bitcoin 不会被重复使用，并在整个区块链上保持所有权转移的清晰审计跟踪。

4.每个 UTXO 都包含关键信息，例如 bitcoin 的数量、锁定脚本（通常与公钥哈希绑定）及其唯一的交易标识符和输出索引。这些数据允许网络上的节点通过提供有效的数字签名来验证给定的 UTXO 是否有效以及支出者是否有权使用它。

Bitcoin如何实现UTXO模型

1. Bitcoin 的分类账不像传统银行系统那样跟踪账户余额。相反，它跟踪网络上所有未使用的输出。钱包通过扫描区块链中与其地址关联的所有 UTXO 并将其值相加来计算用户的总余额。

2. 构造交易时，发送方必须指定他们想要花费哪些 UTXO。这些选定的 UTXO 必须共同达到或超过发送的金额。如果超出，交易通常会包含找零输出，将剩余金额作为新的 UTXO 发送回发送者的钱包。

3. 交易通过加密签名来保护。对于引用 UTXO 的每个输入，发送者必须提供满足 UTXO 锁定脚本中定义的条件的数字签名。节点在将交易接受到区块之前验证这些签名。

4. Bitcoin的去中心化本质很大程度上依赖于UTXO的不变性和可验证性，确保每个节点都可以独立确认交易有效性，而无需信任中央机构。这种无需信任的验证机制是 Bitcoin 安全模型的核心。

UTXO系统的优点和启示

1. 由于UTXO的离散性，并行处理变得更加高效。由于每个输出都是独立的，因此可以同时验证花费不同 UTXO 的多个交易，而不会发生冲突，从而增强了可扩展性潜力。

2. 隐私功能受益于 UTXO 模型，因为用户可以为每笔交易生成新地址，从而更难以将活动链接到单个实体。虽然存在区块链分析工具，但其结构本质上支持假名。

3. UTXO 集的透明度允许轻量级客户端和全节点类似地验证支付，而无需下载整个交易历史记录。简化支付验证 (SPV) 依赖此属性才能有效运行。

4. 与全局更新余额的基于账户的模型不同，UTXO 模型避免了全局状态变化。这降低了验证期间竞争条件的风险，并有助于确定性的交易结果。

常见问题解答

UTXO 被花费后会发生什么？一旦 UTXO 被用作新交易的输入，它就会从活动的 UTXO 集中永久删除。它不再作为可用余额存在，并且无法再次引用。它的价值被有效地转移到交易创建的新输出中。

一笔交易可以有多个UTXO作为输入吗？是的，交易通常会聚合几个较小的 UTXO 以支付较大的支付金额。这种称为输入合并的做法允许用户将不同来源的资金合并到一笔交易中，但由于数据规模较大，因此会增加费用。

钱包如何管理 UTXO？钱包维护链接到其派生地址的所有 UTXO 的列表。他们在同步时扫描区块链以识别相关输出。创建交易时，钱包会根据金额、费用成本，有时还会考虑隐私因素来选择适当的 UTXO。

UTXO 集是否随着时间的推移而增长？一般来说，是的。随着更多交易的发生，尤其是那些产生找零输出的交易，UTXO 的总数往往会增加。这种增长影响了全节点的存储需求并影响网络效率，引发了围绕 UTXO 管理策略的讨论。