区块链_UTXO

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UTXO概述

Unspent Transaction Output(未花费的交易输出)，Transaction被简称为TX

实际的比特币并不存在，存在的只有UTXO。

比特币的交易由交易输入和交易输出组成，每一笔交易输出都需要花费一笔交易输入。输入与输出是等价的，收货人由地址表示，一个人可以有无穷多的地址。

因此每一笔交易都可溯源，不断向上查找父交易，直到找到这个比特币的创建交易，即挖矿奖励。

栗子：当A拥有10个比特币时，向B转3个比特币。实际上是，向B的地址创建一笔+3的交易，然后再创建一个给自己+7的交易。原来的UTXO因为花费就失效了。

与传统账户的比较

UTXO优点

  • 私密性比较强，理论上每一笔输出都可以单独设置一个地址
  • 无需维护余额等状态值
  • 每个UTXO是独立数据记录，可以通过并行体大的提升区块链的交易验证速度

账户模型优点

  • 可以快速获取账户的余额，而UTXO模型则需要计算多笔UTXO来计算。
  • 节省空间，每笔交易只有一个输入和输出

区块节点分析

以 Bitcoin 中的区块 #514095 为例，分析其数据结构，了解其实现。 

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{
　　"hash":"00000000000000000018b0a6ae560fa33c469b6528bc9e0fb0c669319a186c33",
　　"confirmations":1009,
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　　"size":1112639,
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　　"height":514095,
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　　"tx":[
　　  // ...
　　],
　　"time":1521380124,
　　"mediantime":1521377506,
　　"nonce":3001236454,
　　"bits":"17514a49",
　　"difficulty":3462542391191.563,
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　　"nextblockhash":"0000000000000000000c74966205813839ad1c6d55d75f95c9c5f821db9c3510"
}

previousblockhash：是上一个父节点整个区块的的Hash，这个设计真的很巧妙

  1. 通过Hash值能快速定位区块，类似于hashMap的作用
  2. 防止修改，一旦修改了区块的内容，通过Hash区块内容与区块头的Hash值比较，就知道有没有修改。一旦修改了区块头的hash值，这个区块就在区块链中无法查找了。优秀的设计

Merkle Root：Merkle树的根节点，Merkle树是一种使用哈希指针连接的数据结构；虽然Merkle树有叶节点和非叶节点，但只有叶节点会存储数据，其他非叶节点都是用于验证数据完整性的哈希。

小结：prev_hash 和 merkleroot 分别通过『指针』的方式保证所有的 Block 和交易都是连接起来的，最终保证 Block 和交易不会被恶意节点或攻击者篡改，几乎全部的区块链项目都会使用类似方式连接不同的 Block 和交易，这可以说是区块链项目的基础设施和标配了。

相关引用

其实并没有什么比特币，只有 UTXO

比特币和以太坊技术原理对比之账户模型

UTXO 与账户余额模型