Einführung

„Die UTXO-Blockchain legte den Grundstein und das unbestrittene Fundament der heutigen Blockchain-Industrie. Die UTXO-Technologie spiegelt Satoshi Nakamotos Kernvision für ultimative finanzielle Freiheit wider.“ Das UTXO-Modell garantiert Sicherheit, Datenschutz und Sicherheit im Mittelpunkt finanzieller Aktivitäten. Skalierbare und sicherere Alternative zum Ethereum-Kontomodell.

Blockchain-Prinzipien: Die Basis des UTXO-Modells

Blockchain ist ein digitales, dezentrales, verteiltes Hauptbuch. Blockchain nutzt ein P2P-Netzwerk (Peer-to-Peer), bei dem die im Netzwerk vorhandenen Teilnehmer als Knoten bezeichnet werden. Das Hauptbuch speichert Daten über Transaktionen. Es handelt sich um eine Kette von Blöcken, deren wichtigstes Merkmal darin besteht, dass Blöcke kryptografisch miteinander verknüpft sind.

Blockchain: Kryptografisch miteinander verknüpft

• Jeder Block in der Blockchain mit Ausnahme des ersten Blocks (bekannt als Genesis-Block) enthält ein Feld, das als vorheriger Hash bezeichnet wird. Es ist der Hash des vorherigen Blocks in der Kette. Dies macht Blockchain sehr sicher.

• Faktoren, die den Block-Hash-Wert bestimmen. Wenn sich einer dieser vier Faktoren aufgrund des Lawineneffekts auch nur um 1 Bit ändert, ändert sich der Hash vollständig. Transaktionen werden innerhalb von Blöcken gespeichert und sind einer von vier Faktoren, die den Block-Hash verändern. Das bedeutet, dass der Hash-Wert unterschiedlich sein wird, wenn ein Miner eine andere Transaktion wählt und die anderen vier Faktoren gleich lässt.

1. Zeitstempel

2. Blocknummer: Die Sequenznummer des aktuellen Blocks in der Kette.

3. Daten:Auf Blöcken gespeicherte Transaktionen.

4. Zufallszahl

• Wenn ein Angreifer versucht, die Daten eines Blocks zu ändern, ändert sich der Hash des Blocks. Wie bereits erwähnt, enthält der nächste Block den Hash des aktuellen Blocks. Wenn sich der Hash ändert, wird die Kette zerstört. Oder der Angreifer muss von diesem Punkt an alle Blöcke erneut abbauen. Dies ist bei einem 51 %-Angriff möglich.

Was ist ein „Block“?

Ein Block in der Blockchain speichert Transaktionen. Im Fall von Bitcoin werden der Blockchain alle 10 Minuten Blöcke hinzugefügt. Dies kann je nach Komplexität des Ziel-Hashs variieren, da die Zeit zum Mining eines neuen Blocks unterschiedlich sein kann andere.

• Wenn der Block vom Miner erfolgreich geschürft wurde, wird er der Blockchain hinzugefügt. Wenn der Block zur Kette hinzugefügt wird, ändert sich der Status aller Transaktionen innerhalb des Blocks von unbestätigt in bestätigt.

• Im Fall von Bitcoin ist die Anzahl der Transaktionen, die in einem Block gespeichert werden können, nicht festgelegt, aber die maximale Größe des Blocks ist auf etwa 1 MB festgelegt; die Blockgröße kann geringfügig von 1 MB abweichen.

• Leere Blöcke sind gültig, was bedeutet, dass ein leerer Block abgebaut und der Kette hinzugefügt werden kann.

Blockchain-Transaktionsstruktur

Bei der Analyse einer einzelnen Transaktion werden mehrere unterschiedliche Strukturen mit unterschiedlicher Semantik innerhalb der Transaktion sichtbar. Im Folgenden sind die verschiedenen Strukturen aufgeführt, die in Transaktionen vorhanden sind:

1. Transaktionsversionsnummer: Hierbei handelt es sich um eine Versionsnummer, die die Art der Transaktion im Netzwerk angibt. Anhand der Transaktionsnummer kann ein Knoten den Satz von Regeln bestimmen, der zur Überprüfung dieser bestimmten Transaktion verwendet werden soll.
2. Ausgabe: Die Transaktionsausgabe besteht aus einer kryptografischen Sperre und einer Zeit.
3. Eingabe: Die Transaktionseingabe besteht aus einem Zeiger und einem Entriegelungsschlüssel. Der Zeiger zeigt auf die vorherige Transaktionsausgabe. Mit dem Entsperrschlüssel wird der vorherige Ausgang entsperrt, auf den der Eingang verweist. Jedes Mal, wenn die Ausgabe durch eine Eingabe entsperrt wird, wird sie in der Blockchain-Datenbank als verbraucht markiert.
4. Sperrzeit: Sie gibt an, ob eine Transaktion sofort oder nach einer bestimmten Zeit in die Blockchain aufgenommen werden kann.

UTXO sind alle Ausgänge, die noch durch einen Eingang entsperrt werden müssen.

Sobald ein Ausgang entsperrt ist, werden sie aus der zirkulierenden Versorgung entfernt. An ihre Stelle treten die neuen Ausgänge. Somit ist die Summe der entsperrten Ausgänge immer gleich der Summe der Werte der neu erstellten Ausgänge.

Was ist das UTXO-Modell?

UTXO ist keine Kryptowährungsbezeichnung wie Satoshi für Bitcoin (BTC) oder Gwei für Ethereum (ETH); UTXO kann jedoch mit diesen Nennwerten gemessen werden. UTXO steht für Unspent Transaction Output. Bei Bitcoin bleibt eine Transaktion bestehen, bis sie ausgeführt wird, bis eine andere Transaktion mit diesem UTXO abgeschlossen wird. Wenn eine Transaktion abgeschlossen ist, werden die nicht verwendeten Ausgaben wieder als Eingaben in der Datenbank gespeichert und können später für eine andere Transaktion verwendet werden.

Wenn ein Benutzer eine Transaktion über sein Wallet initiiert, wird das UTXO mit den Transaktionsinformationen lokalisiert, entsperrt und die Informationen des neuen Eigentümers werden mit dem an ihn übertragenen UTXO verknüpft. Und dieser Benutzer kann sie über denselben Prozess in Transaktionen verwenden. Während die Transaktionen fortgesetzt werden, wird die Datenbank mit Aufzeichnungen über Eigentümerwechsel gefüllt. Die Ausgabe ist ein Teil der Kryptowährung, den der Benutzer an jemanden gesendet, aber nicht ausgegeben hat. Sie werden als Eingabe für den Kryptowährungs-Score in die Datenbank eingeloggt.

Wie entsteht ein UTXO?

UTXOs werden durch den Verbrauch vorhandener UTXOs erstellt. Jede Bitcoin-Transaktion besteht aus Ein- und Ausgängen. Eingaben verbrauchen ein vorhandenes UTXO, während Ausgaben ein neues UTXO erstellen. Bei der Entscheidung, Bitcoins auszugeben, können wir nur den abgebuchten Betrag und den verbleibenden Betrag im Wallet sehen. Für den Benutzer ähnelt dies dem Kauf eines 0,50-Dollar-Artikels mit einem 1-Dollar-Schein – es ist, als würde er Wechselgeld erhalten und es in die Tasche stecken.

Vorteile des UTXO-Modells

Das UTXO-Modell integriert keine Wallets auf Protokollebene. Es basiert auf einzelnen Transaktionen, die in Blöcken gruppiert sind. Das UTXO-Modell ist ein Design, das vielen Kryptowährungen gemeinsam ist, insbesondere Bitcoin.

• Kryptowährungen, die das UTXO-Modell verwenden, verwenden keine Konten oder Guthaben. Stattdessen werden UTXOs zwischen Benutzern übertragen, genau wie physisches Bargeld.

• Jede Transaktion im UTXO-Modell kann das System in einen neuen Zustand überführen, aber der Übergang in einen neuen Zustand bei jeder Transaktion ist nicht möglich.

• Die Netzwerkteilnehmer müssen mit dem aktuellen Zustand synchron bleiben.

Die Gesamtzahl der in einer Blockchain vorhandenen UTXOs stellt eine Menge dar und wird von jedem Bitcoin-Knoten ständig verwaltet.

• Jede Transaktion verbraucht Elemente aus dieser Menge und erstellt neue, die der Menge hinzugefügt werden. Der UTXO-Satz wird jedes Mal aktualisiert, wenn ein neuer Block in der Blockchain akzeptiert wird, und jeder Bitcoin-Knoten im Netzwerk verfügt über die exakte Kopie des UTXO-Satzes in seinem lokalen Speicher.

• Der komplette UTXO-Satz kann addiert werden, um den Gesamtvorrat der Kryptowährung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu berechnen, und im Falle gültiger Blockchain-Transaktionen können nur nicht ausgegebene Ausgaben zur Finanzierung weiterer Transaktionen verwendet werden. Um Doppelausgaben und Betrug zu verhindern, ist eine Bedingung erforderlich, dass nur nicht ausgegebene Ausgaben für weitere Transaktionen verwendet werden dürfen.

Der Unterschied zwischen dem UTXO-Modell und dem Ethereum-Buchhaltungsmodell

Nicht ausgegebene Transaktionsausgaben sind Teil der verteilten Datenbanktechnologie hinter Bitcoin und anderen Kryptowährungen. Bitcoin verwendet UTXO, ist aber kein UTXO. Darüber hinaus verwendet Ethereum einen buchhaltungsbasierten Ansatz und Kontostände, sodass es in der Ethereum Virtual Machine keine UTXOs gibt.

Technische Bedeutung von UTXO

• Sprachunabhängige Smart Contracts: UTXO-basierte Smart Contracts sind sprachunabhängig, sodass UTXO einzigartige Konsensmechanismen entwickeln kann.

• Unterstützt dezentrale Börsen und Atom-Swaps: Das UTXO-Modell kann Atom-Swaps unterstützen und ermöglicht so verschlüsselte Peer-to-Peer-Transaktionen ohne Beteiligung Dritter. Die Atomic-Swap-Funktion von UTXOs bietet eine bessere Möglichkeit für den direkten Kryptowährungshandel zwischen Benutzer-Wallets.

• Skalierbarkeitsvorteil: Die Möglichkeit, parallele Transaktionen zu verarbeiten, reduziert die Rechenlast auf den Blockchain-Netzwerken.

• Datenschutz und Sicherheit: Da für jede UTXO-Transaktion neue Adressen verwendet werden, ist es unmöglich, die Transaktionen zu verfolgen

• Doppelte Ausgaben verhindern: Ein UTXO kann nur einmal verwendet werden, was die Grundlage für den Betrieb der Blockchain-Technologie darstellt und sicherstellt, dass die Währung nicht mehrfach verwendet wird.

• Flexibler: Es bietet eine größere Flexibilität als Fiat-Währungen.

• Einfache Parallelisierung: Ermöglicht eine einfachere Parallelisierung von Transaktionen in Smart Contracts.

Das UTXO-Modell wird in vielen Kryptowährungen verwendet, da es Benutzern ermöglicht, den Besitz aller Teile der Kryptowährung zu verfolgen. Da Kryptowährungen unter dem Gesichtspunkt der Anonymität erstellt werden, werden UTXOs mit öffentlichen Adressen verknüpft, die für das gesamte Netzwerk sichtbar sind.

Benutzer können nicht anhand ihres Eigentums identifiziert werden, es sei denn, sie veröffentlichen ihre Adresse, aber das Modell ermöglicht Transparenz durch Adressen.

UTXO-Anwendungsfallanwendung – RGB-Off-Chain-Übertragungslösung

Das Kernkonzept des RGB-Protokolls besteht darin, die Bitcoin-Blockchain nur bei Bedarf aufzurufen und dabei Proof-of-Work und das dezentrale Netzwerk zu nutzen, um Schutz vor doppelten Ausgaben und Zensurresistenz zu erreichen. Die Validierung aller Token-Transfers wird von der globalen Konsensschicht in die Off-Chain verlagert und nur vom Kunden überprüft, der die Zahlung erhält.

Arbeitsprinzip:

In einem bestimmten RGB-Vertrag gehören die Genesis-Token zu einem Bitcoin-UTXO (unabhängig davon, ob es bereits existiert oder vorübergehend erstellt wird), und um Token zu übertragen, müssen Sie dieses UTXO ausgeben. Beim Ausgeben dieses UTXO muss die Bitcoin-Transaktion einen zusätzlichen Output hinzufügen, der eine Verpflichtung zu einer Nachricht enthält. Der Inhalt dieser Nachricht sind die RGB-Zahlungsinformationen, die die Eingabe definieren und an welches UTXO diese Token gesendet werden, die ID des Vermögenswerts, die Menge, die Ausgabetransaktion und die Daten, die angehängt werden müssen.

Abschluss

Der Kern von UTXO ist eigentlich eine Form der flussbasierten Buchhaltung: Es überprüft die Existenz von Transaktionsgeldern mithilfe des UTXO-Modells und verfolgt dann die Quelle der Transaktion. Nachdem die Richtigkeit bestätigt wurde, wird sie über den Konsensmechanismus an das gesamte Netzwerk gesendet und in der Kette aufgezeichnet. Während dieses Prozesses zeichnet UTXO alle Informationen zu den beteiligten Kontogeldern, Transaktionsadressen, übertragenen Geldern und Geldquellen auf und ermöglicht so die Rückverfolgung der ursprünglichen Quelle jeder Transaktion. Genau auf dieser Eigenschaft kann UTXO mit dem Konsensmechanismus zusammenarbeiten, um das Problem der doppelten Ausgaben zu lösen. Die Sicherheit und Integrität der Transaktionsinformationen im RGB-Protokoll werden durch UTXO gewährleistet.

Zusammenfassend kann UTXO nicht nur den Konsensmechanismus unterstützen und das Problem der doppelten Ausgaben der Blockchain lösen, sondern auch Blockchain-Eigenschaften der Rückverfolgbarkeit verleihen. Auf dieser Grundlage kann die Blockchain die Authentizität und Zuverlässigkeit jeder Transaktion garantieren.

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