Обязательное руководство по биткойну (часть II): Прошлое и настоящее модели UTXO

Введение

"Блокчейн UTXO заложил основу и неоспоримый фундамент современной индустрии блокчейна. Технология UTXO отражает основное видение Сатоши Накамото о конечной финансовой свободе". Модель UTXO гарантирует безопасность, конфиденциальность данных и надежность в самом сердце финансовой деятельности. Масштабируемая и более безопасная альтернатива модели счетов Ethereum.

Принципы блокчейна: Основа модели UTXO

Блокчейн - это цифровая, децентрализованная, распределенная бухгалтерская книга. Блокчейн использует сеть P2P (Peer to Peer), где участники, присутствующие в сети, называются узлами. В бухгалтерской книге хранятся данные о транзакциях. Это цепочка блоков, наиболее важной особенностью которой является то, что блоки криптографически связаны между собой.

Блокчейн (Blockchain): Криптографически связаны друг с другом

- Каждый блок в блокчейне, кроме первого блока (известного как блок генезиса), содержит поле, называемое предыдущим хэшем. Это хэш предыдущего блока в цепочке. Это делает блокчейн очень безопасным.

- Факторы, определяющие хэш-значение блока. Если любой из этих четырех факторов изменится даже на 1 бит, из-за лавинного эффекта хэш полностью изменится. Транзакции хранятся внутри блоков и являются одним из четырех факторов, которые изменяют хэш блока. Это означает, что если майнер выберет другую транзакцию, а остальные 4 фактора оставит прежними, хэш-значение будет другим.

1. Временная метка

2. Номер блока:Порядковый номер текущего блока в цепочке.

3. Данные:Транзакции, хранящиеся в блоках.

4. Случайное число

- Если злоумышленник попытается изменить данные блока, хэш блока изменится, как уже говорилось ранее, следующий блок будет содержать хэш текущего блока, если хэш изменится, цепочка будет разрушена. Или же злоумышленнику придется заново добывать все блоки, начиная с этой точки. Это возможно при атаке 51%.

Что такое "блок"?

Блок в блокчейне хранит транзакции. В случае с биткоином блоки добавляются в блокчейн каждые 10 минут, это время может варьироваться в зависимости от сложности целевого хэша, и на добычу одного блока может потребоваться больше времени, чем на добычу другого.

- Когда блок успешно добывается майнером, он добавляется в блокчейн. Когда блок добавляется в цепочку, статус всех транзакций внутри блока меняется с неподтвержденного на подтвержденный.

- В случае с биткойном количество транзакций, которые могут храниться в блоке, не фиксировано, но максимальный размер блока установлен примерно в 1 МБ, при этом размер блока может незначительно отличаться от 1 МБ.

- Пустые блоки действительны, а это значит, что пустой блок может быть добыт и добавлен в цепочку.

Структура транзакций Blockchain

Разбирая одну транзакцию, Вы обнаружите несколько различных структур с разной семантикой внутри транзакции. Ниже перечислены различные структуры, присутствующие в транзакциях:

1. Номер версии транзакции: Это номер версии, определяющий тип транзакции в сети. По номеру транзакции узел может определить набор правил, которые будут использоваться для проверки данной конкретной транзакции.
2. Выходные данные: Выход транзакции состоит из криптографического замка и времени.
3. Вход: Вход транзакции состоит из указателя и ключа разблокировки. Указатель указывает на предыдущий вывод транзакции. Ключ разблокировки используется для разблокировки предыдущего выхода, на который указывает вход. Каждый раз, когда выход разблокируется входом, он помечается в базе данных блокчейна как потраченный.
4. Время блокировки: Оно определяет, может ли транзакция быть включена в блокчейн сразу или через некоторое определенное время.

UTXO - это все те выходы, которые еще не разблокированы входом.

Как только выход разблокирован, он удаляется из циркулирующего питания. Новые выходы занимают свои места. Таким образом, сумма разблокированных выходов всегда будет равна сумме значений вновь созданных выходов.

Что такое модель UTXO?

UTXO не является номиналом криптовалюты, например, сатоши для Bitcoin (BTC) или гвей для Ethereum (ETH); однако UTXO может быть измерен с помощью этих номиналов. UTXO означает Unspent Transaction Output (Неизрасходованный транзакционный выход). В Биткойне транзакция существует до тех пор, пока она не будет выполнена, пока другая транзакция не завершит работу с этим UTXO. Когда транзакция завершена, неиспользованные выходы сохраняются обратно в базе данных в качестве входов и могут быть использованы для другой транзакции позже.

Когда пользователь инициирует транзакцию через свой кошелек, UTXO, содержащий информацию о транзакции, находится, разблокируется, и информация нового владельца ассоциируется с переданным ему UTXO. И этот пользователь может использовать их в транзакциях с помощью того же процесса. По мере продолжения сделок база данных будет пополняться записями о смене владельца. Вывод - это часть криптовалюты, которую пользователь отправил кому-то, но не потратил. Они заносятся в базу данных в качестве исходных данных для подсчета криптовалюты.

Как создается UTXO?

UTXO создаются путем потребления существующих UTXO. Каждая транзакция Bitcoin состоит из входов и выходов. Входы потребляют существующий UTXO, а выходы создают новый UTXO. Решив потратить Биткойны, мы можем видеть только списанную сумму и оставшуюся сумму в кошельке. Для пользователя это аналогично покупке товара за $0,50 купюрой в $1 - это как получить сдачу и положить ее в карман.

Преимущества модели UTXO

Модель UTXO не включает в себя кошельки на уровне протокола. Он основан на отдельных транзакциях, которые группируются в блоки. Модель UTXO - это конструкция, характерная для многих криптовалют, в первую очередь, для Биткойна.

- Криптовалюты, использующие модель UTXO, не используют счета или балансы. Вместо этого UTXO передаются между пользователями, как и физические деньги.

- Каждая транзакция в модели UTXO может перевести систему в новое состояние, но переход в новое состояние при каждой транзакции неосуществим.

- Участники сети должны быть в курсе текущей ситуации.

Общее количество UTXO, присутствующих в блокчейне, представляет собой набор и постоянно поддерживается каждым узлом биткойна.

- Каждая транзакция потребляет элементы из этого набора и создает новые, которые добавляются в набор. Набор UTXO обновляется каждый раз, когда в блокчейн принимается новый блок, и каждый узел Биткойн в сети будет иметь точную копию набора UTXO в своем локальном хранилище.

- Полный набор UTXO может быть сложен для расчета общего запаса криптовалюты на данный момент времени, и в случае действительных транзакций в блокчейне, только неизрасходованные средства могут быть использованы для финансирования дальнейших транзакций. Чтобы предотвратить двойное расходование средств и мошенничество, необходимо условие, что только неизрасходованные средства могут быть использованы в дальнейших операциях.

Разница между моделью UTXO и моделью учета в Ethereum

Неизрасходованные результаты транзакций являются частью технологии распределенной базы данных, лежащей в основе Биткойна и других криптовалют. Биткойн использует UTXO, но это не UTXO. Кроме того, в Ethereum используется подход, основанный на бухгалтерском учете и остатках на счетах, поэтому в виртуальной машине Ethereum не существует UTXO.

Техническое значение UTXO

- Смарт-контракты, не зависящие от языка: Смарт-контракты на базе UTXO не зависят от языка, что позволяет UTXO разрабатывать уникальные механизмы консенсуса.

- Поддержка децентрализованных бирж и атомарных свопов: Модель UTXO может поддерживать атомарные свопы, позволяя проводить одноранговые зашифрованные транзакции без участия третьих лиц. Функция атомарного обмена UTXOs предлагает лучшие возможности для прямых криптовалютных сделок между кошельками пользователей.

- Преимущество масштабируемости: Возможность или параллельная обработка транзакций снижает вычислительную нагрузку на сети блокчейн.

- Конфиденциальность и безопасность: Поскольку для каждой транзакции UTXO используются новые адреса, отследить транзакции невозможно.

- Предотвратите двойные траты: UTXO может быть использован только один раз, что лежит в основе работы технологии блокчейн и гарантирует, что валюта не будет использована несколько раз.

- Более гибкий: Он предлагает большую гибкость по сравнению с фиатными валютами.

- Простое распараллеливание: Она позволяет упростить распараллеливание транзакций в смарт-контрактах.

Модель UTXO используется во многих криптовалютах, поскольку она позволяет пользователям отслеживать владение всеми частями криптовалюты. Поскольку криптовалюты создаются с учетом принципа анонимности, UTXO связаны с публичными адресами, видимыми всей сети.

Пользователи не могут быть идентифицированы по их владению, если они не публикуют свой адрес, но модель позволяет обеспечить прозрачность через адреса.

Применение UTXO - решение для передачи данных без цепи RGB

Основная концепция протокола RGB заключается в том, чтобы обращаться к блокчейну Биткойна только при необходимости, используя proof-of-work и децентрализованную сеть для достижения защиты от двойных трат и цензуры. Проверка всех переводов токенов переносится с уровня глобального консенсуса на внецепочечный уровень и проверяется только клиентом, получающим платеж.

Принцип работы:

В определенном контракте RGB токены генезиса принадлежат биткойну UTXO (независимо от того, существует ли он уже или создается временно), и для того, чтобы передать токены, Вам необходимо потратить этот UTXO. При расходовании этого UTXO транзакция Биткойна должна добавить дополнительный выход, который содержит обязательство на сообщение. Содержимое этого сообщения - информация о платеже RGB, которая определяет, на какой вход и на какой UTXO будут отправлены эти токены, идентификатор актива, его количество, транзакцию по расходованию средств и данные, которые необходимо прикрепить.

Заключение

Суть UTXO - это фактически форма учета на основе потоков: она проверяет существование средств по сделке с помощью модели UTXO, а затем прослеживает источник сделки. После подтверждения правильности он будет передан всей сети через механизм консенсуса и записан в цепочку. На протяжении всего этого процесса UTXO записывает всю информацию, касающуюся задействованных средств на счете, адресов операций, переведенных средств и источников средств, что позволяет отследить первоначальный источник каждой операции. Именно на основе этой характеристики UTXO может работать вместе с механизмом консенсуса, чтобы решить проблему двойных расходов. Безопасность и целостность информации о транзакциях в протоколе RGB обеспечивается с помощью UTXO.

Таким образом, UTXO может не только помочь механизму консенсуса и решить проблему двойного расходования средств в блокчейне, но и придать блокчейну характеристики отслеживаемости. Исходя из этого, блокчейн может гарантировать подлинность и надежность каждой транзакции.

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана с сайта aicoin]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору[Echo，BiHelix；Satoshi Labs]. Если у Вас есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с командой Gate Learn, и они незамедлительно рассмотрят их.
2. Предупреждение об ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются инвестиционным советом.
3. Перевод статьи на другие языки осуществляется командой Gate Learn. Если не указано, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.