UTXO

UTXO(Unspent Transaction Output,未花費交易輸出)是比特幣和許多區塊鏈記錄餘額的方式。它不像銀行帳戶那樣記錄「你有多少錢」,而是追蹤「你有哪些可以花的錢」。


什麼是 UTXO?

想像你的錢包裡有三張紙鈔:一張 100 元、一張 50 元、一張 20 元。你的「餘額」是 170 元,但實際上你擁有的是三張獨立的紙鈔。

UTXO 就是這個概念的數位版:

傳統帳戶模型
UTXO 模型

餘額:170 元

UTXO 1:100 元

UTXO 2:50 元

UTXO 3:20 元

在 UTXO 模型中,沒有「餘額」這個數字。你的「餘額」是把所有屬於你的 UTXO 加總計算出來的。


UTXO 如何運作?

接收比特幣

當有人轉 0.5 BTC 給你,這筆交易會創建一個新的 UTXO:

UTXO #12345
金額:0.5 BTC
擁有者:你的地址

發送比特幣

當你要花這 0.5 BTC 時:

  1. 這個 UTXO 會被「消耗」(spent)

  2. 產生新的 UTXO 給收款人

  3. 如果有找零,產生另一個 UTXO 給你自己

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類比理解

就像你用 100 元買 70 元的東西:

  • 100 元紙鈔「消失」了(被消耗)

  • 商家收到 70 元(新的 UTXO)

  • 你收到 30 元找零(另一個新的 UTXO)

你不能只撕下 70 元給商家——必須整張紙鈔交出去,再拿回找零。


具體例子

假設你有兩個 UTXO:

  • UTXO A:0.3 BTC

  • UTXO B:0.5 BTC

現在你要轉 0.6 BTC 給朋友:

輸入(Inputs):

  • UTXO A(0.3 BTC)

  • UTXO B(0.5 BTC)

  • 總計:0.8 BTC

輸出(Outputs):

  • 給朋友:0.6 BTC(新 UTXO)

  • 給自己(找零):0.19 BTC(新 UTXO)

  • 礦工費:0.01 BTC

交易完成後:

  • UTXO A 和 B 被標記為「已花費」

  • 產生兩個新的 UTXO


為什麼用 UTXO?

優點

  1. 隱私性較好

    • 每次交易可以用新地址收找零

    • 難以追蹤完整的資金流向

  2. 容易驗證

    • 只需檢查 UTXO 是否存在且未被花費

    • 不需要計算整個帳戶歷史

  3. 支援並行處理

    • 不同的 UTXO 可以同時被花費

    • 沒有帳戶狀態衝突問題

  4. 天然防止雙花

    • 每個 UTXO 只能被花費一次

    • 已花費的 UTXO 無法再使用

缺點

  1. 計算餘額較複雜

    • 需要加總所有 UTXO

    • 對新手不太直覺

  2. 交易較複雜

    • 需要處理找零

    • 交易體積可能較大

  3. 智能合約較難實現

    • 每次交易都創建新的 UTXO

    • 狀態管理較困難


UTXO vs 帳戶模型

特性
UTXO(比特幣)
帳戶模型(以太坊)

餘額表示

UTXO 總和

帳戶餘額數字

隱私性

較高

較低

交易並行

容易

較難

智能合約

受限

彈性高

直覺性

較低

較高

以太坊選擇帳戶模型,是因為它更適合複雜的智能合約操作。比特幣選擇 UTXO,是因為它更適合簡單、安全的價值轉移。


UTXO 與交易費

UTXO 的數量會影響交易費:

  • UTXO 越多,交易體積越大,費用越高

  • 大額 UTXO 較省錢

例如:

  • 用 1 個 1 BTC 的 UTXO 轉帳,交易較小

  • 用 100 個 0.01 BTC 的 UTXO 轉帳,交易很大

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實用建議

如果你有很多小額 UTXO(「灰塵」),可以在手續費低的時候把它們合併成一個大的 UTXO,這樣未來轉帳會比較便宜。


UTXO 集

「UTXO 集」(UTXO Set)是指當前所有未花費的 UTXO 的集合。這是比特幣網路中最重要的資料結構之一。

  • 截至 2024 年,比特幣 UTXO 集大約有 8000 萬個 UTXO

  • 每個全節點都需要維護完整的 UTXO 集

  • UTXO 集的大小影響節點的記憶體需求


哪些區塊鏈使用 UTXO?

使用 UTXO 模型:

  • Bitcoin(比特幣)

  • Litecoin(萊特幣)

  • Bitcoin Cash(比特幣現金)

  • Cardano(卡爾達諾)

  • Ergo

使用帳戶模型:

  • Ethereum(以太坊)

  • Solana

  • 大多數 EVM 相容鏈


延伸閱讀

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