比特幣和以太坊的記賬方式——UTXO和賬戶餘額
第章 引言
本文介紹比特幣的核心概念UTXO，以及拿以太坊為實現相同的記賬功能的賬戶制對比。
雖然這兩個概念有很多文章介紹了，我希望描述的更易於理解。
第1章 銀行賬號的賬戶餘額
你去銀行里存錢，銀行會給你建一個賬戶。銀行賬戶在用戶層面上呈現出來的是一個銀行卡賬號和用戶的姓名，有了賬戶就可以記錄用戶存了多少錢。
在銀行里賬戶的「物理實體」是這樣的：用戶的賬戶和餘額使用一個資料庫來存儲，最簡單的就是一張Excel表，比如：第一列是用戶名，第二列卡號，第三列是存款金額……
用戶賬戶上的餘額調整實際發生的過程就是對資料庫的更改。
很多科普比特幣的文章就用銀行賬戶來做類比，說比特幣的地址就類似於銀行賬戶，比特幣地址後面的餘額就相當於銀行賬戶里的存款金額。這樣理解是可以的，但涉及到比特幣的底層設計時，就不是這樣了。
第2章 比特幣的UTXO
比特幣本質上不是和銀行的賬戶那樣設計的。為了理解UTXO，我先講一個故事。
在古代的歐洲，如果A要給B寄一個東西，又不想讓郵遞員偷看，就按下面的流程走。
第一步，A把要寄的東西放進一個箱子，並且加一把鎖a。然後寄給B。因為加鎖了，郵遞員就不可能看到了。
第二步，B收到箱子後，又給箱子加了把鎖b。再寄回給A。
第三步，A收到後，把鎖a解開，然後再把帶鎖b的箱子寄回給B。這樣B收到後就可以打開箱子了。
這就是古代的加密通信。
這個加密通信的過程總結來說是這樣的：A給要寄的東西設置一個打開障礙，讓這個障礙只有B的鑰匙才能解開。
現在我們將上述過程全部電子化，搬到互聯網上。因為在互聯網上，B可以直接將自己的那把鎖廣播給A，可以省掉上述第一步。
A有一個電子文檔要發給B，就可以這樣干：
第一步，B直接通過網路將自己的電子鎖發送給A。請注意，因為這一步沒有加密，所以B的電子鎖是所有在網路上的人都能看到的。
第二步，A拿到電子鎖將文檔鎖起來，發給了B。因為文檔加密了，所以雖然網路上的人都能看到加密後的文檔，但無法解密。
第三步，B使用自己的電子鑰匙解開加密文檔，讀到了明文。
電子加密通信結束。
這個電子加密通信的過程總結來說是這樣的：A給通信內容設置一個查看障礙，讓這個障礙只有B才能解開。
現在我們將上述電子加密通信改造成發送比特幣。
A要發1個比特幣給B，就可以這樣干：
第一步，B直接將自己的比特幣地址發送給A。請注意，發送過程是全網公開的，所有人都能看到B的比特幣地址。實際上這個地址就是一把電子鎖
第二步，A將B的地址當成電子鎖，把自己的1個比特幣，使用這把鎖鎖進去，然後將加密後的這個比特幣發到互聯網上去。請注意，全網所有人都是可以看到這個加密後的比特幣的，但只有B有私鑰（鑰匙），所以只有B才能再次解開這個比特幣，並且再次加密到別人的地址上。
A就這樣完成了1個比特幣的發送給B。
另外，在第二步中，A首先也是要用自己的私鑰（鑰匙）先將自己這1個比特幣進行解密（這是上一個人發給A的加密過程）然後才能結合B的地址進行再加密。
A發送比特幣給的過程總結來說是這樣的：A給這個比特幣設置一個解鎖障礙，讓這個障礙只有B（的私鑰）才能解開。
所謂的UTXO就是只有B的私鑰才能解開的這個東西，只B解開之前，這玩意就是未解鎖狀態，未解鎖狀態就是一個「未花費的錢」，比特幣學術話語叫「未花費的交易輸出」，英文叫unspend transaction output。
你有多少比特幣，本質上就是你擁有多少UTXO。
第3章 UTXO的「物理實體」
上述是為了理解比特幣UTXO的概念表述的過程，那UTXO具體的「物理實體」是啥樣子呢？
UTXO具體是以數據的形式存在的，數據是存在比特幣客戶端里，任何一個比特幣客戶端都可以保存比特幣網路上所有的UTXO，也就是所有人的比特幣都是存在任意一個比特幣客戶端的。
一筆具體的UTXO，比如你的一個比特幣，存儲的數據主要代表了以下兩個含義：
1一個數字，被命名為「聰」，這就是比特幣的數量，1BTC=1億聰。
2一個鎖定腳本，就是第2章里描述的「解鎖障礙」，如果誰想花這筆UTXO，就必須提供一個被滿足「解鎖條件」的數據，這個數據一般又叫著簽名。
總結一句話，一筆UTXO就是「一個數字加一個鎖定腳本。」
更具體一點，一筆UTXO在電腦里存的主要數據是以下四個部分：
1生成這筆UTXO的交易的txid；
2生成這筆UTXO的交易的輸出序列號sequence。因為大部分交易是一個或多個輸入，多個輸出，第一個輸入序列號是0，第二個是1。
3鎖定腳本lockscript。
4是金額value
第4章 UTXO的好處
第一個好處是極端的安全。發送比特幣就是一個先用私鑰解密，再加密到目標公鑰的過程，而接收比特幣只需要提供一個地址。除非這套加密和解密的加密演算法被破解了，否則不會出問題。這種加密演算法是極端的安全的，如果加密演算法被破解了，那全世界的銀行什麼的更加完蛋了，這種事發生的可能性是幾乎不可能的。
第二個好處就是隱私。用戶要是每筆交易都使用一個地址，那用戶的資金是很難被追蹤的。
第三個好處是非常大的可擴展性，這個要結合SPV驗證、UTXO證明和UTXO分片這些理論來講。這些內容目前的比特幣（BTC和BCH）都是沒有徹底解決掉的，如果解決掉了，比特幣（BTC或BCH）是可以擴展到無限tps的。
第5章 以太坊的賬戶
相對於比特幣的UTXO，以太坊的賬戶餘額制就好理解太多了，你可以直接使用銀行的賬戶來類比，非常準確。
以太坊的賬戶制就是一個代表特定用戶的「地址」，可理解為銀行卡號和用戶名。當然這個「地址」是不計名的，不需要身份證的。這個「地址」後面就可以建一個值來充值以太坊的餘額，地址還可以添加一些欄位來充當「token的餘額」，這就是為一個以太坊地址可以收非常多的各種幣。
以太坊賬戶要發送ETH的過程是和比特幣不一樣的。以太坊這個系統是部署好一個「sent」函數，任何賬戶發送ETH都是向系統調用這個函數來完成。這就類似於銀行改用戶的餘額就是使用數據的修改函數一樣。以太坊系統驗證賬戶發送ETH的過程是驗證這筆交易是否是這個賬戶發出去的，用戶使用「簽名」的方式來證明是賬戶擁有者發送的交易。
第6章 賬戶制的好處
賬戶制比UTXO的好處很明顯，可以節省大量的交易位元組空間。賬戶制每筆交易都是只需要一個輸入、一個輸出和一個簽名。UTXO是可能需要多個輸入的，每個輸入都需要單獨簽名，也可能需要多個輸出，每個輸出都需要鎖定腳本。這樣會大大增加交易的位元組數量。
因為發送以太幣是調用系統的sent函數，所以不需要在交易里留下「解鎖腳本」和「鎖定腳本」，而UTXO制相當於每筆交易都要寫一遍「sent函數」，即在比特幣系統里「sent函數」的代碼是被重複填寫無數遍的，這些全部是要記錄在區塊鏈里。而以太坊的sent函數的代碼只需要部署到一個區塊里，然後每一次發送交易，就去調用就好了，不需要重寫代碼。
賬戶制的另一個大好處就是可以編寫複雜狀態。
UTXO制的餘額只有兩種狀態——花費或未花費。不存在50%花費這種概念。但以太坊的賬戶制就可以編寫出花費條件，比如可以重寫一個sent函數，讓輸入達到什麼條件就發送多少幣給輸出，這樣就可以實現各種狀態。這就是有狀態的智能合約的概念。你看EOS的ICO智能合約，實現了每隔23小時就可以向投ICO的地址發相應的代幣，就知道以太坊的發送幣可以編寫出多少種可能性了。
比特幣（BTC和BCH都一樣）的腳本系統是無法編寫出有狀態的合約的，但以太坊就可以輕鬆編寫出來。
第7章 結束語
比特幣能夠成功成為一種世界貨幣，UTXO居功至偉。
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