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Qtum은 Bitcoin의 UTXO 모델과 Ethereum의 EVM을 하나의 고유한 플랫폼으로 통합합니다. 이 시리즈에서 우리는 이러한 각 구성 요소를 살펴보고 Qtum이 이 두 가지를 어떻게 결합하여 큰 성공을 거두는지 확인할 것입니다. 그래서 오늘은 UTXO에 대해 알아보겠습니다.

 

비트코인과 UTXO

 

Bitcoin의 가장 흥미로운 측면 중 하나는 거래 이면의 메커니즘입니다. 비트코인은 미사용 트랜잭션 출력 또는 UTXO를 사용하여 아직 사용되지 않았으며 새로운 트랜잭션을 생성하는 데 사용할 수 있는 출력 트랜잭션을 지속적으로 추적합니다. 이 구현의 장점은 전체 노드가 전체 블록체인을 스캔하지 않고도 트랜잭션을 검증하기 위해 UTXO 세트의 복사본을 쉽게 보관할 수 있다는 것입니다.

 

Bitcoin 거래는 어떻게 작동합니까?

 

일상적인 거래가 어떻게 작동하는지 생각해 보십시오. 식료품점에 있다고 가정하고 이전 쇼핑에서 가져온 지폐와 잔돈으로 가득 찬 주머니가 있다고 가정해 보겠습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

 

이전 거래에서 남은 잔돈으로 결제합니다.

 

계산원이 돈을 받고 잔돈을 돌려줍니다.

 

이제 향후 거래에 변경 사항을 사용합니다.

 

이것이 비트코인 ​​거래의 핵심 개념입니다.

 

Alice가 Bob에게 BTC를 보내고 있다고 가정합니다. 다음과 같은 일이 발생합니다.

 

1부: 거래 입력

 

그녀의 지갑은 이전 거래 또는 사용하지 않은 UTXO에서 남은 변경 사항을 선택합니다. 이 남은 변경을 UTXO라고 합니다. Alice의 지갑은 Alice가 보내고자 하는 금액을 커버할 수 있는 다른 UTXO 트랜잭션을 찾기 위해 자동으로 그녀의 UTXO 세트를 스캔합니다.

 

따라서 Alice가 1 BTC를 보내고 싶다면 지갑은 그녀의 UTXO 세트를 확인하고 세 가지 트랜잭션을 찾습니다.

 

T(0) = 0.5 BTC

 

T(1) = 0.3 BTC

 

T(2) = 0.35 BTC

 

이 3개의 UTXO를 합하면 약 1.1 BTC가 되며 이는 1 BTC 거래를 처리하기에 충분합니다.

 

따라서 T(입력) = T(0) + T(1) + T(2)

 

2부: 트랜잭션 출력

 

트랜잭션의 출력 부분은 Bob이 트랜잭션의 일부를 얻는 곳입니다. Alice는 원래 1 BTC를 보내려고 했으므로 출력 부분은 다음과 같습니다.

 

T(출력) = T(밥은 1 BTC를 얻음) + 변경.

 

"변경"은 이제 Alice의 UTXO 세트로 돌아갑니다. 한편, 1 BTC는 Bob의 UTXO가 됩니다.

 

비트코인 거래의 주요 특징

 

T(Input)는 T(output)보다 커야 합니다. 보낸 사람이 채굴자에게 약간의 거래 수수료를 지불해야 하기 때문입니다. 거래 수수료는 T(입력)과 T(출력)의 차액입니다.

 

발신자는 T(Input)에 합산할 수 있는 충분한 UTXO를 가지고 있어야 합니다. 그렇지 않으면 지갑에서 거래를 거부할 것입니다.

 

Alice는 트랜잭션에서 UTXO를 보낼 수 있는 권한이 있음을 암호화 서명을 증명해야 합니다.

Alice는 BTC를 Bob의 공개 주소로 보냅니다. 그런 다음 그는 개인 키로 이 BTC를 잠금 해제하여 나중에 사용할 수 있습니다.

 

UTXO 개요

 

자, 이제 이 모든 것을 모아 UTXO에 대해 배운 모든 것을 살펴보겠습니다.

 

사용되지 않은 출력은 트랜잭션의 입력으로 사용됩니다.

 

트랜잭션이 발생하면 입력이 소비되고 출력이 새로운 UTXO로 생성됩니다.

 

트랜잭션 출력 중에 수신자는 BTC의 일부를 가져오고 변경 사항은 발신자의 다음 트랜잭션에 대해 UTXO가 됩니다.

 

수신자가 받는 금액은 UTXO 세트의 일부가 됩니다.

 

각 UTXO에는 소유자에게 속한 해당 서명이 있습니다. 비트코인 시스템에서 서명은 유효한 것으로 간주되기 위해 주어진 거래 중에 존재해야 합니다.

 

출력이 소비된 것으로 표시되면 이전 소유자는 더 이상 소유하지 않으므로 이 출력을 더 이상 "사용할 권리"가 없음을 의미합니다.

 

비트코인은 각 트랜잭션과 함께 UTXO를 지속적으로 생성하고 제거합니다. 업데이트된 UTXO 세트는 비트코인 ​​블록체인의 새로운 상태로 볼 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 코인 소유권을 쉽게 추적할 수 있습니다.

 

UTXO는 섞이지 않습니다. 따라서 누군가가 두 개의 트랜잭션을 차례로 보내면 하나 대신 두 개의 UTXO를 받게 됩니다.

 

UTXO는 분할할 수 없습니다. 예를 들어 Alice가 0.3 BTC를 보내고 싶지만 0.1 BTC와 1 BTC UTXO가 있다고 가정해 보겠습니다. 그녀의 지갑은 여전히 ​​1 BTC UTXO에서 일부 금액을 가져오는 대신 1.1 BTC를 보낼 것입니다. 이 단계는 이중 지출을 제거하는 데 도움이 됩니다.

 

일부 단순 지갑(예: Qtum 웹 지갑)은 변경 주소를 사용하지 않으므로 변경 사항이 발신 주소로 반환됩니다. Qtum Core 지갑(Qtum-Qt)은 기본적으로 변경 주소를 사용하지만 사용자는 변경 주소를 사용하지 않도록 지갑을 구성할 수 있으며, 이 경우 변경 사항은 발신 주소로 반환됩니다.

 

UTXO 및 주소 변경

 

더 진행하기 전에 UTXO 구조의 핵심 구성 요소 중 하나인 Change Address에 대해 알아보겠습니다.

 

거래에서 BTC(변경 사항이라고도 함)가 남을 때마다 원래 UTXO가 있었던 동일한 주소로 돌아가지 않습니다. 대신 Bitcoin 지갑의 일부인 "주소 변경"이라는 새 주소로 이동합니다. 따라서 남은 변경 사항은 지갑을 떠나지 않고 다른 주소의 일부가 됩니다.

이 변경 사항은 새 UTXO 세트의 일부가 됩니다.

 

그렇다면 사토시는 왜 이 기능을 비트코인에 코딩했을까요? 사용자의 가명을 유지하는 데 도움이 됩니다. 아시다시피 비트코인 ​​블록체인은 공개되어 있습니다. 사용자 엔터티를 보호하려면 "주소 변경"과 같은 기능이 필요합니다. 변경 사항이 원래 사용자 주소로 직접 이동하면 전체 재정 기록을 추적하는 것이 매우 간단해집니다.
 
UTXO로 이중 지출 해결
 
이중지불은 디지털 화폐 시스템이 해결해야 할 문제다. 간단히 말해서 이중 지출은 특정 단위의 디지털 통화를 동시에 두 번 이상 사용할 수 있는 가능성입니다. 실물 현금의 경우, 동일한 지폐를 주어진 시간에 두 번 이상 사용할 수 없기 때문에 이 문제는 본질적으로 해결됩니다.
 
중앙 집중식 디지털 전송은 중앙 집중식 거버넌스로 인해 이중 지출을 완화할 수 있습니다. 그러나 분산 송금은 어떻습니까? 사토시 나카모토가 비트코인을 만들 때 이중 지출은 해결해야 할 주요 문제 중 하나였습니다. 그들은 UTXO와 블록체인의 조합을 사용하여 그렇게 했습니다.
 
UTXO는 이중 지출을 어떻게 수정합니까?
 
사용자가 BTC를 받으면 그 금액은 UTXO로 블록체인에 기록됩니다.
 
사용자가 소유한 모든 비트코인은 여러 트랜잭션 및 블록에서 UTXO로 기록될 수 있습니다.
 
비트코인 트랜잭션이 생성되어 네트워크에 브로드캐스트되면 트랜잭션을 수신한 노드는 트랜잭션이 UTXO에 존재하는지 여부를 확인하여 이를 검증합니다.
 
트랜잭션 출력이 UTXO에 더 이상 존재하지 않으면 이미 전송되었음을 의미하므로 검증에 실패하고 비트코인은 이중 지출을 방지합니다.
 
UTXO 대 계정 모델
 
이제 UTXO가 작동하는 방식에 대한 공정한 아이디어를 얻었으므로 이더리움에서 사용하는 계정 모델과 비교해 보겠습니다. UTXO 모델을 현금으로 생각하면 계정 모델은 체크카드를 사용하는 것과 같습니다. 송금을 원할 때 은행은 당신이 얼마나 많은 돈을 가지고 있는지 추적하고 거래를 수행하기에 충분한지 여부를 확인합니다.
 
Ether 지갑을 만들고 첫 거래를 받으면 계정이 추가되고 전체 네트워크에 브로드캐스트됩니다. 이더리움의 모든 계정에는 다른 주소를 호출하기 위한 잔액, 저장 공간 및 코드 공간이 있습니다.
 
UTXO 대 계정 모델: 차이점
 
기술적인 문제로 들어가기 전에 이 둘의 주요 철학적 차이점을 비교해 보겠습니다.
 
UTXO는 검증 모델을 따릅니다. 사용자는 상태 전환 결과를 지정하기 위해 트랜잭션을 제출합니다. 노드는 트랜잭션 입력이 사용되지 않았는지 그리고 서명 데이터가 모든 것을 올바르게 검증하는지 여부를 지속적으로 확인해야 합니다.
 
계정 모델은 사용자가 트랜잭션을 제출하고 상태 전환이 어떻게 생겼는지 노드에 지시하는 계산 모델입니다. 그런 다음 네트워크는 이 상태 변경이 유효한지 여부를 확인합니다.
 
자, 이제 두 모델 간의 핵심 기능 차이점을 살펴보겠습니다. 특히 — 확장성, 개인 정보 보호 및 스마트 계약 기능.
 
확장성
 
이 둘의 차이점을 이해하기 위해 조사해야 하는 가장 핵심 포인트는 확장성입니다.
 
#1 블록체인 크기
 
계정 모델에서는 사용자의 총 잔액과 연결된 여러 UTXO 대신 메모리를 저장해야 합니다.
계정 모델의 트랜잭션도 발신자, 수신자, 금액 및 디지털 서명만 지정하기 때문에 더 작습니다.
동기화하는 데 필요한 데이터가 적기 때문에 계정 시스템에서 새 노드를 온라인으로 가져오는 것이 더 빠릅니다.
 
#2 주정부 및 지불 채널
 
상태 및 지불 채널은 기본 블록체인에서 양방향 통신 채널의 전용 무신뢰 네트워크로 데이터 교환을 이동하는 레이어 2 기술입니다. 현재 가장 발전된 결제 채널 버전은 비트코인의 라이트닝 네트워크입니다. 앞서 언급했듯이 UTXO 모델은 상태 채널에 이상적인 검증 모델입니다.
 
#3 샤딩
 
상태 채널은 레이어 2 확장 솔루션인 반면 샤딩은 레이어 1입니다. 간단히 말해서, 체인의 전체 상태는 더 작은 세그먼트 또는 샤드로 분할된 다음 병렬로 계산됩니다. 다시 말하지만, UTXO 모델은 소비 가능한 아웃을 집계하고 정의하는 프로세스가 클라이언트 측에서 발생하므로 이를 매우 간단하게 만들어 전체 시스템 스트레스를 줄입니다.
 
은둔
 
우리가 조사할 두 번째 영역은 개인 정보 보호이며 UTXO와 계정 모델 모두 여기에 특정 이점이 있습니다.
 
UTXO 트랜잭션은 추적하기 어렵습니다. 계정 모델에 비해 UTXO의 코인은 출처를 추적하기가 더 어려우며 신중한 조사를 위해 고급 체인 분석이 필요합니다.
 
계정 거래는 믹서가 내장되어 있기 때문에 더 나은 대체 가능성을 제공합니다. 계정과 관련된 모든 코인은 혼합되어 있으며 관찰자는 들어오는 트랜잭션 중 어느 것이 소비되었는지 확인할 수 없습니다.
 
스마트 계약 기능
 
UTXO 모델의 스마트 계약은 계정 모델을 사용하는 것보다 더 복잡합니다. 초기에는 이 모델을 단순한 거래에만 사용하고 복잡성을 최대한 제거했습니다. 계정 모델은 여기에서 분명한 이점이 있습니다. 간단한 덧셈 및 뺄셈 모델을 통해 개발자는 상태 정보가 필요하거나 여러 당사자가 관련된 트랜잭션을 생성할 수 있습니다.
 
Qtum과 같은 하이브리드 모델은 AAL(계정 추상화 계층)을 사용하여 UTXO 모델과 계정 모델을 변환하여 EVM(Ethereum Virtual Machine)을 활용하여 UTXO 기반 시스템에서 스마트 계약을 가능하게 함으로써 이러한 약점을 우회합니다.
 
말하자면.
 
EVM을 배우려면 곧 여기로 돌아오세요!
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