比特币作为一个优秀的、目前最成功的区块链系统,非常值得我们研究和学习。通过前面的文章,相信大家已经知道比特币就是一个大家一起维护的账本了。那么,这个账本具体是怎样工作的呢?
一般来说,需要有账户,我们才能开始记账
比特币使用了一种叫做UXTO的模式代替传统的账户。UTXO是 Unspent Transaction Output 的缩写,是比特币发明人“中本聪”的天才设计。本质上,UTXO就是流水账。了解过一点点会计学,见过企业记账的同学都知道,我们现在的会计系统绝大部分采用的是一种叫做“借贷记账法”的方法,账目分成借方和贷方,每发生一笔业务都要登记两个以上的科目。
简单来说,Alice 转账给 Bob 1美元,使用借贷记账法至少要产生两条账目,Alice账户减少1美元,Bob 账户增加1美元。这种记账法在企业经营、企业审计中有无数的好处,这里就不详述了。但是这种记账法也有一个最大的缺点,就是容易产生记账错误和记账误差。一笔交易需要登记两条以上的账目,本质上记录的是“交易的结果”,而不是“交易本身”。
如果让一个程序员来设计基于“借贷记账法”的账本,数据库中记录的就是每一个账户的变动情况和余额。在数据库系统中,需要一系列额外的规则,来确保交易成功地进行。在 Alice 给 Bob 转账1美元的操作中,系统首先需要检查 Alice 账户余额是否大于等于1美元,然后检查 Bob 的账户地址是否合法,最后才是 Alice 账户减1,Bob 账户加1。
上述过程是不是非常复杂?其实会计的工作之所以那么忙,就是因为他们每天都要把交易拆分成不同的科目去记录。不同的会计对交易理解不同,可能记录的科目就不一样(当然在简单的转账系统中,不存在这个问题),于是产生了记账差异。
“中本聪”没有采用这种复杂的记账方案,而是采用了一种追踪比特币的流水账记录法——UTXO。本质上,就是只记录交易本身,而不记录交易的结果。从金融系统设计角度来说,这种方式有点“交易清算分离”的意思。区块链系统只处理所有的交易,而需要清算、查看余额等信息,由区块链节点自行处理。
讲一个故事来理解一下UTXO:淘金者 Tom 挖到了一块黄金,重量是100克,于是首先记录了一条挖矿记录,有100克黄金进入了 Tom 的口袋。然后 Tom 把这块黄金送给了 Alice,于是系统记录了一条交易——有100克黄金从 Tom 的口袋转移到了 Alice 的口袋。后来 Alice 又把黄金切成了两半,卖给了 Bob 和 Charlie,于是系统又记录了一条交易——有100克黄金从 Alice 口袋里转出,分别转给了 Bob 50克和 Charlie 50克。上面的记录看上去就是像下面这个表格:
用程序员最熟悉的树结构来描述可能更清楚: