基於UTXO和區塊鏈的資金穿透記账系統

2023-07-01 00:07:26

什么是UTXO?

- 在當前的區塊鏈項目中,主要有兩種記錄保存方式,一種是账戶/余額模型,一種是UTXO模型。“大餅”採用就是UTXO模型,“姨太”等則採用的是账戶/余額模型。

- UTXO全稱Unspent Transaction Outputs,表示未花費买賣輸出,被用作“大餅”买賣的輸出。一筆买賣由輸入和輸出組成,而UTXO是這個买賣輸入輸出的一部分,所以我們也稱UTXO是买賣最基本的組成單元。

UTXO系統的基本原則

- 所有“大餅”都必須來源於前面某一個或者幾個买賣的UTXO,除非是爆塊獎勵的“大餅”。任何一筆买賣的輸入“大餅”之和必須等於輸出“大餅”之和(存儲提供者費用視為包含在輸出裏的話)。可以看成 “等式兩邊必須配平”。

- UTXO模型是為了防止雙花,就是雙重花費數字資產。UTXO模型原理下,雙花發生概率很低而且極易被全網驗證時所發現並剔除。每一筆輸入同時也需要上一筆輸出所對應的私鑰進行籤名,而且每個存儲提供者都存儲着“大餅”網絡所有UTXO的信息,全網存儲提供者通過UTXO規則及籤名算法就可以驗證新买賣的合法性。

UTXO系統的架構特點

- UTXO與區塊鏈及加密技術結合,可以構造出資金穿透記账系統,它不但能高效處理資金买賣,清晰記錄資金的流轉全貌,而且能確保銀行和客戶的隱私不被泄露。這個記账系統的架構具有以下特點:

- (1) UTXO記账

所有接入這個系統的銀行,除了中心節點以外都是記账節點,一些記账節點同時還充當着區域節點;每個記账節點都有一個全局總账副本,記账節點以此為基礎,採用UTXO記账方式,記錄本行账戶發生的資金买賣;买賣一旦發生,就將买賣信息向全部區域節點廣播。

- (2) 節點分層

區域節點經中心節點授權,由若幹個記账節點充當,區域節點負責收集、校驗記账節點廣播的买賣信息,並將通過校驗的买賣信息向其它區域節點轉發;同時,每個區域節點都對應着一群記账節點,每隔一段時間,區域節點就把這群記账節點廣播的有效买賣,打包生成“分時區域账本”,並提交至中心節點。

- (3) 中心共識

全網存在一個中心節點,只有中心節點參與形成全網共識;中心節點把區域節點提交的分時區域账本進行匯總組裝,生成這一段時間的“分時全局账本”,把分時全局账本前後有序鏈接,生成“全局總账”;全局總账是所有記账節點的最終共識,中心節點向記账節點發布全局總账,作為記账節點下一時間生成UTXO买賣信息的基礎。

UTXO系統的技術可行性

- 從UTXO記账系統出發,可以導出現行記账系統所包含的所有信息,反之則不行。如果將資金的運行比作一條河流,現行記账系統直接反映的主要是水流橫截面,而UTXO記账系統記錄的則是水流運行全貌。從這點來講,UTXO記账方式優於現行記账方式。

- 但是,區塊鏈的數據結構決定其隨機讀取速度慢,佔用空間大,不過這個缺點是獲取更多信息的必須代價,而且隨着電腦運算能力的提升,這個缺點將越來越不重要。

- 最具挑战性的是如何處理UTXO記账系統和現行記账系統的關系。UTXO是一個顛覆性的記账方式,在具體部署上應從實驗室开始,從最簡單的資金买賣开始,以檢查其對實際买賣的適用性和暴露出來的問題,並衡量新舊系統的成本收益對比。

UTXO 核心設計思路是:它記錄交易事件,而不記錄最終狀態。比特幣的一般性交易:調用一個UTXO給其他人付款。集合型交易:調用多個UTXO給其他人付款。除此之外,你還能舉出其他的交易類型嗎?

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