在没有比特币，区块链之前是没有UTXO这个词语的。
要说清楚UTXO是什么？先给大家介绍两个知识点，一是什么是交易，二是什么是账号模型

1、 什么是交易

交易比较好理解，英文是Transaction 被简称为 TX。以我们平时对交易的理解，李四给张三转账了一笔50块钱，那就是李四的账上的钱少了50块，张三账上的钱多了50块；张三再想王五转账50元，这样的过程就叫做交易，那么在计算机中怎么来记录和保存这笔交易呢？

2、 什么是账号模型

现在的银行系统、证券交易系统、互联网第三方支付系统等，其核心都是基于账户的设计，由关系数据库比如MySQL，Oracle来支撑的。这是最直接最直观符合人类思维的方式。
为了照顾没有计算机和数据库基础知识的读者，简单介绍下数据库知识。

数据库指的是以一定方式储存起来，能为多个用户共享，与应用程序彼此独立的数据集合。简单来说可视为电子化的表格，用户可以对表格中的数据运行新增、更新、删除等操作。

可以看出，关系数据库可以简单理解成一张表格。那么对于账户模型的数据库，简单来讲可以设计成两个张表格:

1. 账户表
2. 交易记录表

1 简化的账户表格如下，用来记录所有人的银行卡号及余额信息，实际情况会复杂很多：

2 交易记录表如下，用来记录所有的转账记录

以上面李四给张三转账50元为例，交易记录表格，新增一条转账记录如下：

同时需要在账号表格中做下余额修改，修改后的账户表格为

张三给王五转账50元后，两张表格的编号如下：

修改后的账户表格为

3、什么是UTXO模型

上面的账户模型其实是人最直观、直接，容易理解的。那么还有其他的方式来表示交易？中本聪设计的UTXO就是一种表示交易的方式。

UTXO是Unspent Transaction Output（未花费交易输出）的简写，transaction 被简称为 TX，所以上面这个短语缩写为 UTXO。上面的账户模型是两张表格组成，UTXO经过巧妙的设计不需要传统的关系数据库来支撑，UTXO被翻译成未消费交易输出，由点拗口，怎么理解呢？
我们知道比特币是挖出来的，假设张三、李四、王五都挖出了100个比特币

张三.png

李四.png

王五.png

同样，以上面李四给张三转账50元为例

李四给张三转账50元.png

张三给王五转账50元后

张三给王五转账50元.png

解释下上面的几个图的意思。
比特币的区块链账本里记录的是一笔又一笔的交易。每笔交易都有若干交易输入，也就是资金来源，也都有若干笔交易输出，也就是资金去向。一般来说，每一笔交易都要花费（spend）一笔输入，产生一笔输出，而其所产生的输出，就是“未花费交易输出”，也就是 UTXO。
挖矿所得的奖励叫做coinbase，没有输入来源，所以张三、李四、王五的100个币（为方便说明为100个，实际上根据减半机制，比特币在2018每个区块奖励是12.5个）均来自于挖矿，假设TX hash编号分别为0x001，0x002，0x003。

李四给张三转50个币，转账交易的hash编号为0x004，输入的TX编号为0x001和0x002，输出为张三150个币，李四为50个币。注意这里忽略了交易打包费。

在后来，张三要给王五转50个币，转账交易的hash编号为0x005，聪明如你应该能猜出来，输入是0x003和0x004，输出为张三100币，王五150个币。同样这里忽略了交易打包费。

由此，可以看出UTXO交易遵守下面规则：

1. 除了 coinbase 交易之外，所有的资金来源都必须来自前面某一个或者几个交易的 UTXO，就像链条一样，一个接一个，钱就在交易之间流动起来了。
2. 任何一笔交易的交易输入总量必须等于交易输出总量，等式两边必须配平。

至此你应该能明白为什么有人说：比特币网络中没有账户，只有地址；比特币不是余额，而是UTXO。
你也能理解为什么你想看到比特币钱包的最新余额，必须要同步到最高的区块高度才能正确显示。

4、为什么要设计UTXO模型？

4.1 账户模型的缺点

讲点题外话：其实人的认知对于大与小的概念是不够的。0.001秒对于人来讲是一个很短很短的时间，但是对于计算机来讲是一个很长的时间，在计算机世界可能相当于人类的1天。当我们嘲笑鱼的记忆只用7秒的时候，如果计算机有意识的话，可能也会嘲笑人类的记忆最长也只有几十年，因为计算机的存储时间理论上来讲是无限长的。

先给大家解释下计算机基础知识。
笔者前面的文章解释了图灵机（https://www.jianshu.com/p/c07d83c4f3a1），其实我们现在的所有计算机都是图灵机，从图灵机的模型我们知道要修改一个数据，比如银行卡余额增加100元，需要做三步：
1，先从账户中读出余额
2，把余额值增加100元得出新的余额值
3，把新的余额写到账户中
在三步计算机操作在我们人看来是瞬间（比如0.0001秒）完成，但是在计算机内部其实要花一定时间的，它是一个分步骤完成，在多个CPU时钟内完成的。

对于账户模型，我们在上面已经了解到，需要有两张表格，转账过程中，要保证等式两边必须配平。所以发出去的交易是给某个帐户加钱，同时要给另外一个账户减钱，即要对两个账户的数据进行修改，如果交易因为网络等原因重新发送，变成两笔交易重复扣钱，这是在区块链里面著名的“重放攻击”。
在分布式系统中，要保证加钱，减钱两个同时完成，就需要实现分布式事务，相信做个编程的同学就知道这是一个非常非常难，非常消耗资源的一个事情，也是非常容易出现漏洞的地方，以太坊采用就是账户模型，所以以太坊智能合约经常由于编程不当引起被盗币的事情发生

4.2 比特币是没有开户的过程的，只有地址。

去中心化系统没有专门的机构去让人申请每个账户的生成和销毁，这样的系统也无需记录和跟踪所有账户的信息，以UTXO来替代跟踪帐户交易的方式，消耗的系统资源会比较少 ，只要跟踪UTXO即可，且不可篡改。

4.3 更好匿名性

比特币有个比较好的特性是匿名性，可以每次交易就换一对公私钥，交易输出的给自己的找零往往输出到一个另外的帐户下去，UTXO迎合了这种需求，如门罗币就是采用混币的方式实现隐私的。而使用帐户模型就没那么灵活了。

4.4 更好的并行处理

UTXO是独立的数据结构，理论上来说可以并行地利用不同的 UTXO 签发多笔交易，并广播到网络中，而不用考虑事务问题；

4.5 占用空间小

去中心化系统考虑是全世界人民可以使用，开多个地址，长期来看，UTXO不会因为地址的增多而增加额外的空间，所以数据占用更小，而账户模型会越来越臃肿。

5、从UTXO得到的启发

5.1 跳出大众思维。比特币作为一种点对点的电子货币系统，跳出传统货币系统的账户模型设计，采用了一种全新的方式，用最低的成本，解决很多分布式问题。

5.2 找出等价性，越简单越美。 等价性是一种很厉害的解决问题的方式，在计算机领域有很多等价性的例子，比如用二进制来等价十进制，解决机械运动直接计算10进制非常复杂的情况；又比如把人工智能问题等价成数学问题。UTXO把账户交易用一种简单的模型进行等价，虽然不符合人常规思考方式，但非常简单，非常具有美感。

5.3 要学会某些妥协。 比特币设计之初就是给全世界人民使用的，并且要具有去中心化、可溯源、不可篡改、匿名等特效，就必须要所妥协，比如UTXO设计要实现EVM功能就非常困难，即实现图灵完备的智能合约非常难。这也是以太坊没有采用UTXO模型的主要原因。