比特币之 UTXO 是什么

介绍#

UTXO 全称为 Unspent Transaction Output，即未花费的交易输出。它是比特币和一些其他区块链网络中的一种核心概念。

在比特币等基于 UTXO 的区块链网络中，交易并不是直接从一个账户转移到另一个账户，而是通过输入和输出的方式进行的。每一笔交易都会有一些输入和输出，输入是指引用之前交易的输出，输出则是创建新的 UTXO。

UTXO 可以被视为电子现金。当你收到比特币时，你实际上是收到了一些 UTXO。当你发送比特币时，你实际上是在消费一些 UTXO，并生成新的 UTXO。

Note

是不是所有的 output 都是 UTXO？
不是的，所有的 output 并不都是 UTXO。
在比特币和其他基于 UTXO 的区块链网络中，只有那些还没有被花费的 output 才被称为 UTXO。
当一个 output 被用作一笔新交易的输入时，这个 output 就被视为已经被花费，因此它就不再是 UTXO。在这种情况下，新的交易会生成新的 output，这些新的 output 就成为新的 UTXO。
所以，可以说 UTXO 是所有 output 中的一个子集，只包括那些还没有被花费的 output。

案例#

在比特币和其他基于 UTXO 的区块链网络中，你的账户余额实际上是由你可以花费的 UTXO 的总和决定的。每个 UTXO 都有一个关联的值，这个值就是它代表的比特币数量。

例如，假设你有三个 UTXO，它们的值分别是 0.5 BTC、0.2 BTC 和 0.3 BTC。那么，你的账户余额就是这三个 UTXO 的值的总和，即 1 BTC。

当你发送比特币时，你需要选择足够的 UTXO 来覆盖你想要发送的金额。例如，如果你想要发送 0.6 BTC，你可以选择值为 0.5 BTC 和 0.2 BTC 的 UTXO。然后，你会创建一个新的交易，这个交易的输入是你选择的 UTXO，输出是你想要发送的金额和找零。

在这个例子中，新的交易的输出会是两个：一个是 0.6 BTC，这是你想要发送的金额；另一个是 0.1 BTC，这是你的找零。这个找零会成为一个新的 UTXO，你可以在未来的交易中花费它。

伪代码实现计算账户余额#

以下是计算基于 UTXO 的区块链网络中账户余额的伪代码：

初始化一个变量 balance 为 0，这个变量将用来存储账户的余额。
获取账户的所有 UTXO。这通常通过调用一个函数或方法来完成，例如 getUTXOs (address)，其中 address 是账户的地址。
遍历所有的 UTXO。对于每个 UTXO：

检查 UTXO 是否未被花费。这可以通过检查 UTXO 的 spent 属性来完成。如果 spent 为 false，则表示 UTXO 未被花费。
如果 UTXO 未被花费，那么将其值（通常是 value 属性）加到 balance 上。

在遍历完所有 UTXO 后，balance 就是账户的余额。

以下是这个过程的伪代码表示：

function calculateBalance(address) {
    let balance = 0;
    // 假设 getUTXOs 是一个可以获取到指定地址所有 UTXO 的函数
    let utxos = getUTXOs(address); 
    for (let utxo of utxos) {
        if (!utxo.spent) {
            balance += utxo.value;
        }
    }
    return balance;
}

作用#

UTXO（Unspent Transaction Output）的作用主要有以下几点：

记录账户余额：在基于 UTXO 的区块链网络中，账户的余额是由其所有 UTXO 的值的总和来表示的。每个 UTXO 都有一个关联的值，这个值就是它代表的比特币数量。
交易验证：UTXO 也用于交易的验证。当一笔新的交易发生时，这笔交易的输入必须是有效的 UTXO。这样可以确保交易的输入是未被花费的，从而防止双重支付。
交易创建：当你想要发送比特币时，你需要选择足够的 UTXO 来覆盖你想要发送的金额。然后，你会创建一个新的交易，这个交易的输入是你选择的 UTXO，输出是你想要发送的金额和找零。这个找零会成为一个新的 UTXO，你可以在未来的交易中花费它。
提高隐私：由于每次交易都会生成新的 UTXO，这使得追踪交易变得更加困难，从而提高了用户的隐私。
并行处理：UTXO 模型允许多个交易并行处理，因为每个交易都是独立的，只要它们的输入 UTXO 没有重叠，就可以同时处理，从而提高了区块链网络的吞吐量。

参考#

GitHub Copilot Chat