谈谈区块链（18）：以太坊的UTXO

Posted 2021-02-18 exmyth

https://www.8btc.com/article/117510

本来并没有计划写这篇文章，只是这两天微信里有一篇文章传播的比较厉害，叫：《其实并没有什么比特币，只有UTXO》。其中有这么一句话：HyperLedger 和Ethereum 一开始并没有采用 UTXO，现在前者已经切换回 UTXO，后者打算增加这个选项。很多朋友过来问我有没有这么回事，所以专门写一篇文章来阐述我的观点。

这篇文章给大家造成很大的困扰，是因为大家都知道以太坊和Hyperledger当前都是基于账户模型的，没有任何UXTO的概念。而作者在文章中指出Hyperledger已切换到UTXO，以太坊也在考虑增加，究竟是怎么回事。

首先说Hyperledger fabric，fabric里连代币都没有（比特币里有比特币，以太坊里有以太币），说什么UTXO就没头没脑了。遍查fabric1.0的整个代码，只在chaincode example里找到一些关于UTXO的内容，那只是用chaincode实现对比特币UTXO的一个存储功能，而且只是一个智能合约的示例。

那作者为什么说fabric已经切换到UTXO了呢？遍查网络，的确发现了相关的内容。一篇是ConsenSys的文章，开头第一句话就是：Recently there has been a proposal to have UTXO based architecture as the fabric of the Hyperledger project.（网址：https://medium.com/@ConsenSys/thoughts-on-utxo-by-vitalik-buterin-2bb782c67e53#.sttqvpfqe）。

另一篇是数字资产公司（Digital Asset Holdings）的文章，里面说到：We are also switching from our simplistic notion of accounts and balances to adopt to de facto standard of the Bitcoin UTXO model, lightly modified.（网址：https://digitalasset.com/press/hyperledger-beta-retired.html）

这些似乎印证了作者的观点。但实际不然，因为这两篇文章都是时间比较老（2016年3月份），在那个时间点的确有那样的建议和讨论。并且很显然当前代码里没有任何UTXO，所有的代码和工作模式仍然是账户模型。我们在网络上继续寻找，在Reddit的帖子上找到了关于这方面的讨论：Both Vitalik and ConsenSys do indeed believe that UTXO is unnecessarily complicated to serve as the Hyperledger fabric.

所以结论是：fabric的UTXO只是曾经的一个讨论，目前并没有在fabric 1.0中实现。而且以后如果要增加的话首先得为fabric引进自己的代币。我个人的观点认为，fabric为商用智能合约系统设计，基于账户模型更加合适。

下面我们说以太坊的UTXO。以太坊的确是在考虑引进UTXO，但是此UTXO非彼UTXO。并不是像大家想象的那样，用UTXO来替换现有的账户模型。首先以太坊为智能合约而设计，其账户模型里除了有余额（balance），还有智能合约代码，还有nonce（为防止重放攻击），以及自定义的存储。把这些换成UTXO显然不合适，因为UTXO胜任不了。比特币的UTXO里只有一个简单的属性：余额（balance）。

那么以太坊的UTXO是指什么呢？这就是以太坊的另一个话题了：分片（Sharding）。分片是扩展以太坊、增加TPS的有效方法，目前正在社区里被广泛讨论和研究。目前的以太坊的工作模式是所有节点（比如共16万个）同时验证所有交易，实际上这是极度低效和没有必要的一种模式。为了保证一致性，如果我们按照地址的前4位来分片，可以把所有地址分成16片。这样每个交易只需要其中1万台节点验证便可通过。如果一个交易涉及的账户都在同一片区并没有什么问题，但如果涉及到不同片区问题就来了。

为了解决不同片区之间的交易问题，以太坊设计出了称为收据（receipt）的工作模式。而这个收据的模式和UTXO类似，故而也称为以太坊的UTXO。

既然此UTXO并不是指替换当前账户模型，变成比特币模式的UTXO，那么是不是说明当前账户模型就没有问题呢？也不是！当前账户模型的确存在一些弊端。

以太坊中以太币的转移安全性不如比特币高。下面是一个真实的例子。一个网友请我帮忙，让我帮助从Yobit.net追讨258个ETH。原因是他从Yobit.net转移币到云币网账户时，发生了out of gas错误。云币网给出的目标地址是一个合约地址，而Yobit.net以为是个外部地址，交易设置的gasLimit为21000（这对于合约账户就不够了），因此发生了out of gas的异常。币的转移被取消，但是这个交易（Transaction）却是完成的。

Yobit.net系统以交易成功作为币转移成功的依据，所以出现了问题。而这些问题是在UTXO模型里不会发生的。

所以针对这些问题，以太坊社区为提高转移以太币的安全性，也在考虑设置更加抽象的账户模型，把控制权交给EVM（智能合约层面），这样每个用户可以自定义自己的账户模型。通过智能合约能够实现任意的账户模型，比如UTXO。

这些都还没有发生，但是我相信UTXO也将在未来的以太坊中扮演重要的角色！

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