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雷鋒網(wǎng)AI金融評論按：本文作者為中國信息通信研究院（工信部電信研究院）專家敖萌博士，雷鋒網(wǎng)獨家特約文章，雷鋒網(wǎng)與信通院聯(lián)合首發(fā)。未來，敖萌博士原創(chuàng)的區(qū)塊鏈系列文章還將繼續(xù)刊出，雷鋒網(wǎng)與信通院相關(guān)平臺同步更新，敬請關(guān)注！
比特幣作為一個優(yōu)秀的、目前最成功的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，非常值得我們研究和學習。通過前面的文章，相信大家已經(jīng)知道比特幣就是一個大家一起維護的賬本了。那么，這個賬本具體是怎樣工作的呢？
比特幣使用了一種叫做UXTO的模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的賬戶。UXTO是Unspent Transaction Output的縮寫，是比特幣發(fā)明人”中本聰“的天才設(shè)計。本質(zhì)上，UXTO就是流水賬。了解過一點點會計學，見過企業(yè)記賬的同學都知道，我們現(xiàn)在的會計系統(tǒng)絕大部分采用的是一種叫做”借貸記賬法“的方法，賬目分成借方和貸方，每發(fā)生一筆業(yè)務(wù)都要登記兩個以上的科目。
簡單來說，Alice轉(zhuǎn)賬給Bob 1美元，使用借貸記賬法至少要產(chǎn)生兩條賬目，Alice賬戶減少1美元，Bob賬戶增加1美元。這種記賬法在企業(yè)經(jīng)營、企業(yè)審計中有無數(shù)的好處，這里就不詳述了。但是這種記賬法也有一個最大的缺點，就是容易產(chǎn)生記賬錯誤和記賬誤差。一筆交易需要登記兩條以上的賬目，本質(zhì)上記錄的是“交易的結(jié)果”，而不是“交易本身”。
如果讓一個程序員來設(shè)計基于“借貸記賬法”的賬本，數(shù)據(jù)庫中記錄的就是每一個賬戶的變動情況和余額。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，需要一系列額外的規(guī)則，來確保交易成功地進行。在Alice給Bob轉(zhuǎn)賬1美元的操作中，系統(tǒng)首先需要檢查Alice賬戶余額是否大于等于1美元，然后檢查Bob的賬戶地址是否合法，最后才是Alice賬戶減1，Bob賬戶加1。
上述過程是不是非常復雜？其實會計的工作之所以那么忙，就是因為他們每天都要把交易拆分成不同的科目去記錄。不同的會計對交易理解不同，可能記錄的科目就不一樣（當然在簡單的轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)中，不存在這個問題），于是產(chǎn)生了記賬差異。
“中本聰”沒有采用這種復雜的記賬方案，而是采用了一種追蹤比特幣的流水賬記錄法——UXTO。本質(zhì)上，就是只記錄交易本身，而不記錄交易的結(jié)果。從金融系統(tǒng)設(shè)計角度來說，這種方式有點“交易清算分離”的意思。區(qū)塊鏈系統(tǒng)只處理所有的交易，而需要清算、查看余額等信息，由區(qū)塊鏈節(jié)點自行處理。
講一個故事來理解一下UXTO：淘金者Tom挖到了一塊黃金，重量是100克，于是首先記錄了一條挖礦記錄，有100克黃金進入了Tom的口袋。然后Tom把這塊黃金送給了Alice，于是系統(tǒng)記錄了一條交易----有100克黃金從Tom的口袋轉(zhuǎn)移到了Alice的口袋。后來Alice又把黃金切成了兩半，賣給了Bob和Charlie，于是系統(tǒng)又記錄了一條交易----有100克黃金從Alice口袋里轉(zhuǎn)出，分別轉(zhuǎn)給了Bob 50克和Charlie 50克。上面的記錄看上去就是像下面這個表格：
用程序員最熟悉的樹結(jié)構(gòu)來描述可能更清楚：
每一個根節(jié)點都是一個CoinBase（挖礦交易），也就是每一枚比特幣的最初來源。繼而隨著交易的變動，這棵樹不斷的生長，每個葉子節(jié)點就是一個UXTO----Unspent Transaction Output----未花費過的交易輸出。嚴格來說，比特幣系統(tǒng)并不是一個樹結(jié)構(gòu)，而是一個單向圖。伴隨著交易的復雜程度，中間樹枝會有不斷的交錯，但是不妨礙我們利用樹結(jié)構(gòu)來理解它。
比特幣的UXTO系統(tǒng)遵守兩個規(guī)則：
1、 除了 CoinBase（挖礦交易）之外，所有的資金來源都必須來自前面某一個或者幾個交易的UXTO；
2、任何一筆交易的輸入總量必須等于輸出總量，等式兩邊必須配平。
這樣記錄交易是不是簡單多了？規(guī)則越少，系統(tǒng)就越不容易出問題。比特幣運行了這么多年，這方面經(jīng)受住了時間的檢驗。
UXTO模式最大的好處就是，它忠實地記錄了交易。我們的現(xiàn)實世界是隨著時間流動的，交易一筆一筆地發(fā)生，比特幣的區(qū)塊鏈系統(tǒng)一筆一筆忠實地記錄著這個世界發(fā)生的事情，不能回滾，不能刪除。只要交易記錄準確了、清楚了，那么每個人進行清算的結(jié)果就都不會出錯。
因此，“交易”是比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)的核心，“記錄交易”是區(qū)塊鏈系統(tǒng)的設(shè)計原則，也是區(qū)塊鏈設(shè)計思想的核心之一。
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