未花费交易输出 (UTXO) 是指在特定交易后剩余的加密货币金额，即可以用作新交易输入的交易输出。^[1][2]\

概述

未花费交易输出 (UTXO) 是区块链技术中的一个基本概念，特别是在像比特币这样的加密货币中。它代表了尚未花费且可作为未来交易输入的交易输出。每笔加密交易都由输入和输出组成。每当执行一笔交易时，输入会被删除并生成输出。任何留下且未立即花费的输出都是未花费交易输出，稍后可以在新交易中花费。^[1]

UTXO 模型是跟踪给定网络中代币供应以及交易验证的重要组成部分。未经所有者验证，交易无法执行，这有助于防止诈骗或欺诈。每笔 UTXO 交易都与个人数字签名相关联，所有者在将其作为新交易的输入时，需要提供该签名以确认 UTXO 的所有权。^[1][3]

虽然比特币白皮书中没有提到 UTXO，但 UTXO 模型最初是由 中本聪 (Satoshi Nakamoto) 在比特币区块链首次发布时开发的。原始的比特币脚本严重依赖 UTXO 来检查特定钱包是否有足够的资金来执行请求的交易。^[3]

UTXO（未花费交易输出）模型运行的原则是：对于一笔有效的交易，所有输入的总和必须大于或等于所有输出的总和。这是验证者为确认交易有效性而执行的基本检查之一。UTXO 模型在去中心化系统中特别有用，因为它提供了一种检测和防止资金双重支出的直接方法。^[4]

交易输出

交易输出包含一个地址和一个相应的值。在这个类比中，地址的签名充当解锁输出的钥匙，使其能够被用作输入。随后的交易使用先前交易的输出，并生成新的输出，供未来的交易潜在消费。值得注意的是，每个 UTXO 只能被消费一次，且必须作为一个完整的单元。此外，每个输出只能由一个输入花费，确保了输出和输入之间的一对一关系。^[7]

交易输入

交易输入代表前一笔交易的输出，由一个指针和一个作为解锁密钥的加密签名组成。指针指向先前的交易输出，密钥则有助于解锁该特定输出。解锁后，区块链将该输出指定为“已花费”。随后，交易中新生成的输出可以被新的输入引用，从而延续链条。^[7]

这些新创建的、尚未花费的输出被称为未花费交易输出 (UTXOs)。未花费输出是指那些在随后的交易中尚未被利用或花费的输出。^[7]

UTXO 特性

不可分割性

UTXO 是不可分割的，这意味着如果交易输出未被完全花费，剩余金额将被视为一个新的、独立的 UTXO。这一特性为交易过程增加了一层粒度，允许用户更精确地管理资金。^[2]

安全性

UTXO 模型增强了区块链交易的安全性。每个 UTXO 都与一个加密密钥相关联，花费它需要提供有效的数字签名。这确保了只有与 UTXO 关联的私钥的合法所有者才能授权其在新交易中使用。^[2]

隐私性

UTXO 的使用有助于提高区块链上的隐私。由于每个 UTXO 都是独立的，因此追踪特定用户的完整交易历史变得具有挑战性。这一特性符合许多区块链系统的匿名性质。^[2]

UTXO 生命周期

UTXO 的生命周期始于用户通过交易接收加密货币时生成的 UTXO，未花费的输出构成了用户的钱包余额。随后，当用户发起交易时，其钱包中的 UTXO 作为输入，生成新的 UTXO 作为输出，反映接收者的未花费余额。如果用户仅花费 UTXO 的一部分，剩余金额将转换为链接到同一钱包地址的新 UTXO。此外，用户还可以选择通过将较小的 UTXO 合并为较大的实体来整合 UTXO，最终减少交易中的输入数量，并可能优化相关的交易费用。^[3]

UTXO 集合

区块链中的 UTXO 集合包含特定时间点加密货币系统内的所有代币。输出包含 UTXO，而 UTXO 是其子集。在有效交易中，只有未花费输出 (UTXO) 被用于资助后续交易，从而防止双重支出和欺诈。^[5]

私钥持有者（如加密货币钱包用户）可以将这些 UTXO 用于未来的交易。该过程涉及从 UTXO 集合中移除交易输入，同时添加带有交易输出的新 UTXO。这种机制确保了区块链交易的完整性和安全性。^[5]

扩展 UTXO 模型 (EUTXO)

扩展 UTXO (EUTXO) 模型代表了传统未花费交易输出 (UTXO) 模型的高级版本，引入了增强灵活性和实用性的附加功能，同时保留了安全性、可预测性和可并行性的固有优势。^[6]

在此模型中，UTXO 可以链接到任意数据和智能合约逻辑，允许合并与并行交易处理兼容的有状态元素。这丰富了 EUTXO 模型，与基础 UTXO 模型相比，提供了更具表现力和复杂的合约。每个 UTXO 都与一个可变的数据值相关联，使合约能够在交易之间保持状态。^[6][7]

尽管其具有复杂性，但在 Cardano 等区块链中使用的 EUTXO 模型支撑了像 Plutus 这样的智能合约开发平台，支持具有持续安全性和可预测性的复杂、有状态合约。它保留了 UTXO 模型的核心优势，确保了可预测的资源消耗，并支持高度并行化以实现可扩展的区块链交易。^[7]