浅谈以太坊2——UTXO vs 账户余额

比特币固然是市值排行第一的区块链应用，但谈及以太坊，我们都认可是它把区块链应用带到了2.0时代。

以太坊在比特币的基础上进行了突破式的改变，使其地位被如此认可呢？

在上一篇文章《浅谈以太坊（1）——从比特币谈起》时，我们着重讲了比特币的限制；这篇文章，我们着重讲以太坊进行了哪些改变。

以太坊的改变

为了方便大家理解，我做了两幅图。

从这个图中，我们可以看到：

比特币的底层是一个数据库，采用UTXO的方式进行记账

再往上一层，是P2P的网络

然后是工作量证明POW以及密码学打造的共识层

再往上是脚本层，我们在这一层可进行一定程度的可编程的金融

最上面一层，就是比特币，我们所交易的BTC

第二张图，是以太坊相对于比特币的改变：

首先，在数据库这一层，以太坊没有采用UTXO的方式进行记账，而采用了传统金融账户余额的记账方式

再往上和比特币一致，是P2P网络层

再往上，在区块获得权共识上，与比特币的工作量证明机制不同，以太坊采用工作量证明加权益证明的方式（完全的权益证明尚未实现）

再往上，与比特币的脚本语言不同，以太坊采用了图灵完备的语言，并打造了运行它的虚拟机EVM

最上面一层，也是我们日常交易中最可见的一层，即代币层。与比特币不同，以太坊这一层不仅有自己的代币ETH，还有通过智能合约层所建立的其他应用的代币，如DGD、REP、GNT等

在这篇文章接下来的章节中，我将简要介绍UTXO和传统账户余额记账方式的区别，在以后的文章里，我会分别工作量证明与权益证明的区别、比特币脚本语言和智能合约的区别。

UTXO vs 账户余额

UTXO 是 Unspent Transaction Output 的缩写，直译是未花费的交易输出。它和传统的账户余额记账方式有什么区别呢？

我们以李雷与韩梅梅的转账为例：李雷账户有100万元，韩梅梅账户有75万元；李雷向韩梅梅转账10万元。

账户余额的记账方式

这种方式我们都比较熟悉，过程简单来说是这样的：

S0：李雷账户余额为100万元，韩梅梅账户余额75万元

T：李雷向韩梅梅转账10万元

S2：李雷账户余额变为90万元，与此同时，韩梅梅账户余额变为85万元

UTXO的记账方式

UTXO，从字面上来讲，是未花费的交易输出。划重点：只有未经过交易的输出，才能被称为UTXO。

此时我们假定，李雷和韩梅梅的钱，都是银行直接发给他们的（在区块链世界里即挖矿所得），从未进行过任何交易。那么此时，李雷的100万元和韩梅梅的75万元才能被称为UTXO。UTXO一旦被花费，将会被拆分，且拆分前后总额必须相等。于是：

S0：李雷账户，UTXO·0(100万元)@李雷；韩梅梅账户，TUXO·0(85万元)@韩梅梅

T：李雷向韩梅梅转账10万元，UTXO·0将会被拆分为 UTXO·1(90万元)@Transition + UTXO·1(10万元)@Transition，前者将返回李雷的账户，而后者转到韩梅梅的账户

S1：李雷账户，UTXO·1(90万元)@李雷；韩梅梅账户，UTXO·0(75万元)@韩梅梅 + UTXO·1(10万元)@韩梅梅

如果韩梅梅想转账给大卫80万元，她就必须将 UTXO·0(75万元)@韩梅梅 和 UTXO·1(10万元)@韩梅梅 都使用，并将其中之一拆分。在UTXO的记账机制里，除了货币发行外，所有的资金来源都必须来自前面某一个或者几个交易的 UTXO，就像接水管一样，一个接一个，此出彼入，此入彼出，生生不息，钱就在交易之间流动起来了。并且，任何一笔交易的交易输入总量必须等于交易输出总量，等式两边必须配平。

比特币的UTXO记账机制，使得在比特币世界里的每一笔转账，都能够追溯到上一笔交易。每一笔付款，都可以追溯到上一笔的收款。我给你的3个比特币，必须是别人给我的且我还没有进行花费的比特币。然后可以一直往上追溯到它诞生时矿工挖出来的那个区块。这个机制，保证了比特币不可被伪造，不可以被重复支付。

PLUS

UTXO 记账方式这么复杂，中本聪为什么没选择传统的记账方式呢？这大概是他的高明之处，比如长期来看，账户余额数据库会无限膨胀，而UTXO 数据库体积会小很多。现在以太坊也在考虑增加这个选项。

UTXO技术是中本聪的原创，其原理和优势本文限于篇幅只是进行简要介绍，以后有机会再做延伸。