比原鏈擴展性UTXO模型是什么

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用戶模型是比原鏈在最初就需要確定的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 團隊的選擇還是聚焦在兩種典型的模型系統(tǒng)中，Account模型和UTXO模型，和其他大多數(shù)區(qū)塊鏈設(shè)計一樣， 選擇了模型就決定了協(xié)議層的重要實現(xiàn)，兩種模型各有利弊，不同區(qū)塊鏈針對想聚焦的場景自身會有判斷。

UTXO 的起源（來自高明的中本聰）

中本聰對比特幣的設(shè)計，讓整個世界進入了數(shù)字貨幣時代。比特幣起源于中本聰，UTXO出自比特幣。自然，UTXO來自高明的中本聰。UTXO的優(yōu)點：

• 在版本控制方面的考慮，svn 是中心化的數(shù)據(jù)庫保持一份賬本，這和區(qū)塊鏈的設(shè)計自然是相違背的，git 是去中心化的數(shù)據(jù)庫，但會保存太多冗余數(shù)據(jù)，對于分布式性能肯定是要大打折扣。UTXO數(shù)據(jù)庫是拋棄了歷史包袱的git， 只存儲了最后一個版本。簡易實用。

• UTXO 具有天然的匿名效果，一個賬戶所對應(yīng)的未花費交易是難以發(fā)現(xiàn)的，如門羅幣就是采用混幣的方式實現(xiàn)隱私的。

• 在性能方面，由于UTXO是獨立的數(shù)據(jù)記錄， 那么就存在極大的并行性可以提升區(qū)塊鏈交易驗證速度。

 設(shè)計的易實現(xiàn)性 — 以太坊 棄UTXO用賬戶模型

以太坊黃皮書的設(shè)計者Gavin Wood 對UTXO的理解，十分深刻， 既然UTXO有這么多的優(yōu)點，他為什么棄用UTXO了？ 這時你應(yīng)該提出個問題，以太坊的最大亮點是什么？你肯定會回答：智能合約。正是因為智能合約的考慮，Gavin Wood要基于UTXO去實現(xiàn)圖靈完備的智能合約（功能多樣性的超級電腦）是困難的。而賬戶模型是天然的面向?qū)ο蟮?，對每一筆交易，都會在相對應(yīng)賬戶上進行記錄(nonce++)。為了易于管理賬戶，而引入了世界狀態(tài)，每一筆交易都會改變這個世界狀態(tài)。這和現(xiàn)實世界是相對應(yīng)的，每一個微小的改變，都會改變這個世界。

追求更高的性能

以太坊的賬戶模型很容易的實現(xiàn)了超級電腦模型。然而，性能一直是一道難以逾越的坎。在性能方面，utxo天然的可以并行運行，而基于世界狀態(tài)的以太坊難以擴展。Gavin Wood當(dāng)然是認識到這一點的，但要去改變，很難。那到不如用帶有函數(shù)式編程特點的rust 去重寫以太坊，也算是一種折中方案。

比原鏈的思考

馬克思哲學(xué)的否定之否定規(guī)律，事物的發(fā)展變化是螺旋式上升的。在區(qū)塊鏈領(lǐng)域也是適合的，前進一步，也需要后退半步?；赨TXO模型去實現(xiàn)堆棧式虛擬機， 那還是會失去靈活性，用UTXO去結(jié)合以太坊EVM, 難度極大，也是不太實用的，這好比用haskell語言，去實現(xiàn)cpp風(fēng)格的面向?qū)ο缶幊? 看不到有什么實際的意義。世界上沒有銀彈，比原鏈必須舍棄部分，妥協(xié)部分才能更好地適應(yīng)場景。

我們在采用了比特幣UTXO的易于并行運算的模型前提下，還做了針對性的改進，加了個資產(chǎn)號字段，使不同的資產(chǎn)可以在同一筆交易中處理轉(zhuǎn)換，只要滿足總輸入等于總輸出就可以。

但為了數(shù)據(jù)易于管理，易于編程， 我們引入以太坊的世界狀態(tài)的概念，每一種資產(chǎn)都維持一個全局世界狀態(tài)，該全局世界狀態(tài)具有快速可查找，不可更改，簡單易提供證明的特性。它的具體實現(xiàn)會參考以太坊的PAT樹（一種擴展的基數(shù)樹），比特幣的merkle樹，以及cosmos的IAVL樹（一種不可更改的平衡二叉樹）。每一種資產(chǎn)的所有outputs在一個全局的UTXO數(shù)據(jù)庫中會有一個索引計數(shù)（每一個output的計數(shù)不能超過1，保持并行計算時，一個output最多能被一個BVM實例所使用，確保了數(shù)據(jù)一致性）。BVM是比原鏈實現(xiàn)的智能合約虛擬機模型， 每一筆交易的的執(zhí)行，都會實例化一個BVM實例，只有在BVM實例中，各資產(chǎn)的世界狀態(tài)才能在保持有效性，一致性的前提下更新狀態(tài)。BVM可以并行創(chuàng)造多個”合約沙盒”實例, 在沙盒中合約的運行不受外界影響。

比原鏈創(chuàng)造的初衷是解決數(shù)字資產(chǎn)登記流轉(zhuǎn)的問題， 對于公有鏈項目，保持簡潔，保持高效，保持專注，就是保障安全， 新的擴展型UTXO模型正是基于這種場景實現(xiàn)的融合和改進。

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