Hiểu mô hình UTXO của Bitcoin trong một bài viết

Harbour

Odaily资深作者

@bcxiongdi

2022-12-29 02:00

Bài viết này có khoảng 2379 từ, đọc toàn bộ bài viết mất khoảng 4 phút

Mô hình tài khoản VS mô hình UTXO.

tiêu đề phụ

Các chuỗi nổi tiếng như Ethereum, EOS và Solana đều sử dụng mô hình tài khoản, thậm chí có thể nói hơn 90% dự án sử dụng mô hình tài khoản, trong khi chỉ một số dự án kiểu cũ sử dụng mô hình UTXO, chẳng hạn như BTC, DOGE , LTC và tất nhiên một số dự án mới hơn cũng sử dụng mô hình này, chẳng hạn như FUEL sử dụng sơ đồ OP ở Lớp 2.

tiêu đề phụ

2. Mô hình tài khoản là gì

Hiểu một cách đơn giản thì hệ thống tài khoản ngân hàng như chuyển khoản giữa các ngân hàng, chuyển khoản Alipay, WeChat,… đều thuộc mô hình tài khoản. Hãy để tôi cho một hạt dẻ:

Nếu A có 100 và B có 100

Lúc này A chuyển 50 tệ cho B

A -50 ，B + 50

Biểu diễn trong hệ thống là

A 50 ， B 150

vì vậy số dư của họ

Đây là một sự chuyển giao.

Giả sử một lần nữa, A vẫn còn 100 nhân dân tệ và anh ta muốn chuyển 1 nhân dân tệ cho 100 tài khoản mới.

Lúc này A cần chuyển 1 tệ cho 100 người cùng lúc

giao dịch đầu tiên

A -1 , người thứ nhất + 1

vì vậy số dư của họ

A 99 , người thứ nhất 1

cây bút thứ 2

A -1, người thứ 2 + 1

vì vậy số dư của họ

A 98 , người thứ 2 1

cây bút thứ 3

A -1, người thứ 3 + 1

vì vậy số dư của họ

A 97 , người thứ 3 1

......

và như thế

người thứ 100

A -1, người thứ 100 + 1

vì vậy số dư của họ

A 0 , người thứ 100 1

Về mặt lý thuyết, khi số lượng giao dịch tăng lên, cần nhiều thời gian hơn để thực hiện.

tiêu đề phụ

3. Mô hình UTXO là gì

Như đã đề cập trước đó, nhiều thương hiệu chính thống cũ sử dụng UTXO và tổ tiên của vòng kết nối này, Bitcoin, cũng sử dụng mô hình UTXO. Nhân tiện, tiền kỹ thuật số hợp pháp DCEP do nước ta phát hành cũng dựa trên mô hình UTXO, vì vậy mô hình này Phải có một cái gì đó độc đáo về nó.

Tên đầy đủ của UTXO là Unspent Transaction Output, có nghĩa là "đầu ra giao dịch chưa chi tiêu". Nói một cách đơn giản, mô hình của nó hơi giống hệ thống tiền mặt trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ:

A có một chiếc ví (ví trong thực tế) có mệnh giá 1 nhân dân tệ, mệnh giá 10 nhân dân tệ và mệnh giá 100 nhân dân tệ.

A muốn đưa cho B, C và D mỗi người 1 nhân dân tệ.

A Có ba cách

Phương pháp đầu tiên: rút 1 nhân dân tệ mệnh giá tiền cho B

Cách thứ hai: rút mệnh giá 10 tệ ra C, nhận lại 9 tệ

Cách thứ ba: rút mệnh giá 100 tệ ra D, nhận lại 99 tệ

Ba cách này có thể hoàn thành giao dịch.

Quay trở lại với chuỗi, hãy tưởng tượng mỗi mệnh giá tiền ở đây thực chất là một UTXO trên chuỗi, cụ thể UTXO trong quá trình sử dụng không được chuyển nhượng mà liên tục bị phá hủy và xây dựng lại, ví dụ:

A sử dụng phương thức thứ hai để chuyển tiền cho C, UTXO mệnh giá 10 nhân dân tệ sẽ bị hủy và hệ thống sẽ in lại UTXO mệnh giá 1 nhân dân tệ và UTXO mệnh giá 9 nhân dân tệ. .

Phương pháp thứ ba cũng vậy, khi 100 nhân dân tệ bị hủy, một UTXO có mệnh giá 1 nhân dân tệ và một UTXO có mệnh giá 99 nhân dân tệ được in ra, đồng 1 nhân dân tệ được trao cho D và 99 nhân dân tệ được trả lại cho A.

Đây là điểm khác biệt giữa phương thức chuyển UTXO và mô hình tài khoản.Hơn nữa, mô hình UTXO có thể được chuyển song song.Bởi vì số dư tồn tại thông qua UTXO phi tập trung, mỗi mệnh giá thực sự có thể được chuyển cho những người khác nhau cùng một lúc.Ba phương pháp trên Nó có thể được hoàn thành trong một giao dịch cùng một lúc, bởi vì sẽ không có vấn đề về tính nhất quán của tài khoản liên quan và mỗi UTXO được tính toán độc lập.

Chúng tôi đang so sánh mô hình tài khoản trên, mỗi giao dịch phải dựa vào việc hoàn thành giao dịch trước đó, khoảng cách hiệu suất có thể được tưởng tượng. Bằng cách này, chúng ta có thể hiểu tại sao tiền kỹ thuật số của ngân hàng trung ương sử dụng mô hình UTXO, nếu không, làm thế nào Thâm Quyến có thể gửi 10 triệu RMB kỹ thuật số đến 50.000 ví?

Hãy quay lại ví dụ trên:

A có 100 nhân dân tệ và anh ấy muốn chuyển 1 nhân dân tệ cho 100 tài khoản mới.

Một UTXO có mệnh giá 100 có thể được chia thành 100 UTXO có mệnh giá 1 nhân dân tệ, sau đó được phân phối trực tiếp cho 100 người trong một giao dịch, giao dịch này được hoàn thành ngay lập tức.

Nếu bạn muốn biết có bao nhiêu tiền trong địa chỉ ví này, bạn cần đếm xem có bao nhiêu số dư UTXO và cộng chúng lại.

tiêu đề phụ

4. Ưu nhược điểm của mô hình tài khoản và UTXO

Ưu điểm của mô hình tài khoản:

Hợp đồng được lưu trữ trong Tài khoản dưới dạng mã và Tài khoản có trạng thái riêng. Mô hình này có khả năng lập trình tốt hơn, dễ hiểu hơn đối với các nhà phát triển và có nhiều kịch bản hơn.

Giao dịch hàng loạt ít tốn kém hơn. Hãy tưởng tượng nhóm khai thác trả phí cho người khai thác.Trong UTXO, vì mỗi Đầu vào và Đầu ra yêu cầu một tập lệnh Nhân chứng hoặc tập lệnh Khóa riêng, nên bản thân giao dịch sẽ rất lớn, đồng thời việc xác minh chữ ký và lưu trữ giao dịch sẽ tiêu tốn tài nguyên quý giá trên chuỗi. Mô hình Tài khoản có thể giảm đáng kể chi phí thông qua hợp đồng.

Nhược điểm của mô hình tài khoản:

Không có sự phụ thuộc giữa các giao dịch Mô hình tài khoản và vấn đề phát lại cần được giải quyết. Ethereum giải quyết nó như thế nào? Chúng tôi biết rằng Ethereum sử dụng một phương thức giá trị Nonce duy nhất. Có một trường Nonce trong mỗi Tx giao dịch. Đối với mỗi người dùng, Nonce này không thể lặp lại, do đó tránh được các cuộc tấn công lặp lại.

Để hiện thực hóa Lightning Network/Raiden Network, Plasma, v.v., người dùng cần có cơ chế chứng minh Bằng chứng phức tạp hơn để chứng minh và cần có một giao thức phức tạp hơn để di chuyển trạng thái từ chuỗi phụ sang chuỗi chính.

Ưu điểm của UTXO:

Các tính toán nằm ngoài chuỗi và bản thân các giao dịch vừa là kết quả vừa là bằng chứng. Các nút chỉ cần thực hiện xác minh, không cần tính toán bổ sung cho các giao dịch và không cần lưu trữ trạng thái bổ sung. Bản thân việc tính toán UTXO đầu ra của giao dịch được hoàn thành trong ví, do đó gánh nặng tính toán của giao dịch hoàn toàn do ví chịu, giúp giảm gánh nặng của chuỗi ở một mức độ nhất định.

Ngoại trừ các giao dịch Coinbase, Đầu vào của giao dịch luôn được liên kết phía sau UTXO. Các giao dịch không thể được phát lại, trình tự và sự phụ thuộc của các giao dịch rất dễ xác minh và cũng dễ dàng chứng minh liệu các giao dịch có được tiêu thụ hay không.

Mô hình UTXO không trạng thái và dễ xử lý đồng thời hơn.

Đối với các giao dịch loại P 2 SH, nó có tính riêng tư tốt hơn. Đầu vào trong giao dịch không liên quan đến nhau và các công nghệ như CoinJoin có thể được sử dụng để tăng mức độ riêng tư nhất định.

Nhược điểm của UTXO:

Khi có nhiều Đầu vào hơn, số lượng tập lệnh nhân chứng cũng sẽ tăng lên. Bản thân chữ ký tiêu tốn nhiều CPU và dung lượng lưu trữ hơn.