第9课 Transaction数据结构、UTXO、钱包-详解

经过前面1序列的铺垫，我们熟悉了各种基本概念，这1课，将进入最核心的原理的讲解：Transaction与UTXO。这2个东西，是整个区块链的核心的核心，后续一切，都基于对这个的深刻理解。

Transaction之间的网状关系：一切交易可追溯

考虑如下场景：用户A和用户B之间发生了一个交易T3，A向B转100元。

那这100元，哪来的呢？ 来自T1：C向A转的80元 + T2：D向A转的30元（共110元，但A只转了100元给B，10元找零返回给A的账号）。

同理，C向A转的这80元，来自用户E、F的某次交易。。

D向A转的这30元，来自用户E的某次交易。。

举这个例子，是想说明1个问题：

交易与交易之间组成了网状关系，1个交易的输出，成为了下1个交易的输入；下1个交易的输出，又成了下下1个交易的输入。

所有的钱，在这个网络中流动，每1笔钱的去向、来源，都是可追溯的，而这也是区块链网络的一个重要特点。

多个付款人 + 多个收款人

在现实生活的交易中，通常1笔交易就是1个付款人，1个收款人。

但比特币网络的交易比这个灵活的多，支持1笔交易，有多个付款人 + 多个收款人，这个特性非常有用。

举个例子：

找零的场景：1个用户的钱包里面有100元（来自1个UTXO，什么是UTXO，稍后解释），现在他要买1瓶矿泉水，只需要1块钱，但是1个UTXO有且只能花费1次，也就是说，他要把100元1次性花出去！！！这怎么处理呢？

答案就是：

付款人：1个，该用户，100元

收款人：2个，卖家：1元 自己：99元

也就是，把100元，分成2部分，打给了2个人，1个是卖家，1个是自己。

对应到交易里面，就是这笔交易有1个输入，2个输出！

多个输入 + 多个输出

再次考虑最上面的场景：T3，A向B转账100元

这个交易就有2个输入，2个输出：

2个输入（也就是2个UTXO）：

T1: C向A转的80元

T2：D向A转的30元

2个输出：

B：100元

A：10元（找零）

UTXO 与 UTXO Set

UTXO是一个非常非常核心的概念，搞明白了这个，也就搞明白了交易的内部结构、钱包等一系列东西。

UTXO，全称是Unspent Transaction Out，未花费的交易输出。

所有的钱都不是无源之水，别人给你的转账中（对应多笔交易的输出），有的被你花费了，有的没有被花费，没有被花费的叫UTXO。

下面这张图，在上面的示意图的基础上，更详细的展示了交易之间的关联关系：

有user1, user2, user3, user4, user5 5个用户，

考虑T4：user1要给user2转账37元。user1的37元来自哪呢？？

来自T1，T2，T3 3个交易：

T1有1个Output（也就是1个UTXO，属于user1，5元），

T2有2个Output（也就是2个UTXO，1个属于user1，15元；1个属于user2，20元），

T3有3个Output （也就是3个UTXO，分别属于user5, 20元；user2,20元； user1，20元)

在T4里，要凑够这37元，user1需要1次性花费来自T1, T2, T3的3个UTXO（5+15+20 = 40元），同时产出了2个UTXO，1个给user2的37元，1个是自己找零的3元。

这找零的3元，有被花到了下1个交易T6。。。

通过上面的场景分析，我们知道了：

（1）任何1笔Transaction，会花费多个UTXO（Input），同时也产生多个新的UTXO（Output），属于多个不同的收款人。

（2）1个UTXO，具有如下的表达形式：

1个UTXO = 1个Transaction ID + Output Index

（3）旧的UTXO不断消亡，新的UTXO不断产生。所有的UTXO，组成了UTXO Set 的数据库，存在于每个节点

（4）任何1笔UTXO，有且仅可能被1个交易花费1次

钱包

深刻理解了UTXO的概念，钱包就很容易理解了：

某个人的钱包的余额 = 属于他的UTXO的总和

在这里，你会发现一个不同于现实世界的“银行”里的一个概念：

在银行里，会存储每个账号剩余多少钱。但这里，我们存储的并不是每个账号的余额，而存的是1笔笔的交易，也就是1笔笔的UTXO，每个账户的余额是通过UTXO计算出来的，而不是直接存储余额！！

总结

讲完了Transaction，UXTO，最后我们把整个的层次结构，用如下的示意图展示出来：

1个区块链，有多个区块；

1个区块，多笔交易（两三千笔）；

每笔交易，多笔Input，多笔Output。