【编者Peter Ye按】

可以打开如下链接，详细阅读本系列的前几篇：

白话区块链 之1： 为什么账本要这么记？

白话区块链 之2： 区块链技术理念

白话区块链 之3： 区块链技术栈

白话区块链 之4： 区块链分类与架构

白话区块链 之5 - 创世元灵：一切源自比特币

白话区块链 之7 - Bitcoin Core之客户端逻辑结构

白话区块链 之8 - 比特币的发行：挖矿

白话区块链 之9 - 比特币下载区块数据时，如何校验是否有问题呢？

白话区块链 之 10 - 什么是比特币钱包、钱包地址？什么是私钥、公钥？

白话区块链 之 11 - 区块链的链 是什么？

下面的段落对应书籍《白话区块链》的第1章的1.4.7节，原文标题为《比特币账户模型：UTXO》。

在这个小节，我们来认识一下比特币中交易事务的数据结构，首先看这个名词UTXO，这是一个简称，展开后的全称是Unspent Transaction Output，也就是“未花费事务输出”的意思，老实说，第一次看到这个术语的时候，一时之间真是有些懵，如果说是未花费的余额还能理解，我钱包里有1000，花了200，还有800未花费，这是很符合通常的理解逻辑的，可这个未花费的“事务输出”是个什么意思，实际上，这与比特币中的交易事务结构是很有关系的。

为了让大家更容易理解，我们暂且先不来解析这个交易数据结构，让我们进入到一个仓库，我们知道仓库的主要业务就是进和出，仓库也会把日常的进出流水账记录下来，为了查询统计方便，除了流水账通常还会汇总一份库存表出来，举例如下：

以上图为例，这是从2017-8-1到2017-8-5之间，仓库记录的出入流水账，为了统计方便，仓库还汇总保存了一份每天的库存日报表，如下：

每天仓库在需要出库的时候，只要查看一下库存日报表就知道数量是否足够了，比如2017-8-3需要出库15支毛笔，此时查看库存表发现毛笔的库存量有30支，足够发出，于是就将库存表中的毛笔数量减掉15，并且将出库明细记录在流水账中，然而，这里有一个问题，库存日报表是另外编制保存的，那就有可能发生数据不一致的情况，比如2017-8-2时毛笔的库存本来是30却误写为20，这样导致后续的账务就都是错的了，因此在有些系统中，为了防止出现这样的不一致，索性不再另外保存库存表，而只是出一张视图统计（逻辑统计，并非实际去保存这样一个统计表）。

比特币中的交易事务过程与上述的库存进出是很相像的，某个钱包地址中转入了一笔比特币，然后这个地址又向其他钱包地址转出了一笔比特币，这些不断发生的入和出跟仓库的进出是异曲同工的，然而，在比特币中并没有去保存一份“库存表”，每当在“出库”的时候也并不是去“库存表”中进行扣除，而是直接消耗“入库记录”，也就是说在出库的时候就去找有没有之前的入库记录拿来扣除，比如2017-8-3时需要出库15支毛笔，此时系统就会去搜索之前的入库记录，发现有2017-8-1和2017-8-2分别有一笔数量为10和20的入库记录，为了满足15的发出数量，首先可以消耗掉10的这一笔，然后从20的这一笔再消耗掉5支，判断成功后，系统会直接产生一条数量为10的出库记录和数量为5的出库记录，提供这样的方法，将每一笔入和出都对应了起来。

在比特币的交易事务结构中，“入”就是指金额转入，“出”就是指金额转出，为了让大家对这种金额转入转出有一个更加通俗的理解，我们来看一幅示意图：

上图展示了比特币中的交易事务结构，在比特币的交易事务数据中，存储的就是这样的输入和输出，相当于仓库中的进出流水账，并且“输入”和“输出”彼此对应，或者更准确的说，“输入”就是指向之前的“输出”，我们解释一下图中发生的交易事务:

1）001号交易为Coinbase交易，也就是挖矿交易，在这个交易中，“输入”部分没有对应的“输出”，而是由系统直接奖励发行比特币，矿工Alice得到了12.5个比特币的奖励，放在001号交易的“输出”部分。此时，对于Alice来说，拥有了这12.5个比特币的支配权，这12.5个比特币的输出可以作为下一笔交易的“输入”，所以，顾名思义，这笔“输出”就称之为是Alice的未花费输出，也就是Alice的UTXO的意思。

2）002号交易中，Alice转账6比特币到Bob的地址，Alice找到了自己的UTXO（如果Alice不止一笔UTXO，可以根据一定的规则去选用，比如将小金额的先花费掉），由于只是需要转账6比特币，可是UTXO中却有12.5个，因此需要找零6.5个到自己的地址中，由此产生了002号中的交易输出，注意，在002号交易输出中的Alice地址是可以和001号中的Alice地址不一样的，只要都是属于Alice自己的钱包地址就可以。

3）003号交易中，Bob转账了2比特币到Lidy的地址，过程与002号交易相同，就不再赘述了。

相信大家看到这里，已经基本理解了所谓的UTXO是什么意思，我们再来总结一下：

1）比特币的交易中不是通过账户的增减来实现的，而是一笔笔关联的输入输出交易事务。

2）每一笔的交易都要花费“输入”，然后产生“输出”，这个产生的“输出”就是所谓的“未花费过的交易输出”也就是UTXO，每一笔交易事务都有一个唯一的编号，称之为是交易事务ID，这是通过哈希算法计算而来的，当需要引用某一笔交易事务中的“输出”时，主要提供交易事务ID和所处“输出”列表中的序号就可以了。

3）由于没有一个账户的概念，因此当“输入”部分的金额大于所需的“输出”时，必须给自己找零，这个找零也是作为交易的一部分包含在“输出”中。

有朋友会问：这个UTXO的意思是明白了，可是就这么一条条的“输入”和“输出”，怎么证明哪一条UTXO是属于谁的呢？在比特币中，是使用输入脚本和输出脚本程序实现的，有时候也称为“锁定脚本”和“解锁脚本”，简单的说，就是通过“锁定脚本”，利用私钥签名解锁自己的某一条UTXO（也就是之前的“输出”），然后使用对方的公钥锁定新的“输出”，成功后，这笔新的“输出”就成为了对方的UTXO，对方也可以同样的使用“锁定脚本”和“解锁脚本”来实现转账。这个脚本程序其实本质上就可以看成是比特币中的数字合约，这也是为什么比特币被称为是可编程数字货币的原因，它的转入转出或者说输入输出是通过脚本程序的组合来自动实现的，实现过程中还使用到了私钥和公钥，也就是公开密钥算法，所以比特币还称为可编程加密数字货币。

扩展阅读：

2019-10-28，《被误解的区块链（1）》

2019-11-07，《被误解的区块链 （2） - 区块链一定要挖矿吗？》

2019-8-29，《当“算力地球”遇见区块链》

www.xinhuanet.com//globe/2019-08/29/c_138320671.htm

2019-6-27，《比特币涨价的5大原因》

2018-11-16，《两败俱伤！两个子比特币算力大战引发的思考》

2019-1-14，《你们都错了，比特币才是稳定币》

2019-6-4，《新世界的崛起和意义——区块链定义的虚拟世界》

2019-6-20，蔡维德《Facebook发行的稳定币Libra是美元继续称霸的工具，瑞波和USDT的终结者》

2019-6-20，孟岩、邵青 （数字资产研究院）《Facebook 数字货币：缘起、意义和后果》

感谢《白话区块链》作者蒋勇老师对微信公众号“乐生活与爱IT”的授权。大家可以打开如下链接，详细阅读本系列的前几篇：

白话区块链 之1： 为什么账本要这么记？

白话区块链 之2： 区块链技术理念

白话区块链 之3： 区块链技术栈

白话区块链 之4： 区块链分类与架构

白话区块链 之5 -  创世元灵：一切源自比特币

白话区块链 之6 - 比特币核心程序

白话区块链 之7 - Bitcoin Core之客户端逻辑结构

白话区块链 之8 - 比特币的发行：挖矿

白话区块链 之9 - 比特币下载区块数据时，如何校验是否有问题呢？

白话区块链 之 10 - 什么是比特币钱包、钱包地址？什么是私钥、公钥？

白话区块链 之 11 - 区块链的链 是什么？