Dieser Artikel zielt darauf ab, das UTXO-Modell zu lernen und zu verstehen. Es verwendet eine leicht verständliche Methode, um die UTXO-Modelle und Implementierungsmethoden einfach von $BTC bis $SUI zu sortieren. Es wird einen umfassenden Überblick geben, den wir hier aus Gründen der Klarheit und Tiefe erweitern, um eine professionelle und gründliche Analyse zu gewährleisten.

Als eines der Kerndesignprinzipien von Bitcoin ist das UTXO-Modell seit seiner Geburt zu einem wichtigen technischen Paradigma im Blockchain-Bereich geworden. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Transaktionssicherheit und Rückverfolgbarkeit und bietet neben dem traditionellen Kontostandmodell einen weiteren Weg.

Da die Blockchain-Technologie in den letzten Jahren kontinuierlich aktualisiert und weiterentwickelt wurde, wurde auch das UTXO-Modell selbst ständig weiterentwickelt und erweitert.

Einführung in UTXO und seine Ursprünge

Das UTXO-Modell, oder Unspent Transaction Output, ist ein grundlegendes Konzept bei Bitcoin, bei dem jede Transaktionsausgabe, die nicht ausgegeben wurde, als UTXO erfasst wird. Bei diesem Modell werden Transaktionen wie Bargeld behandelt. Bei Ausgaben werden bestimmte UTXOs ausgewählt, um den Betrag abzudecken, anstatt ein einzelnes Guthaben zu ändern.

Das Beispiel: Alice und Bob beginnen jeweils mit 5 Dollar. Wenn Bob Alice im Kontomodell 2 Dollar raubt, wird Alices Guthaben auf 3 und Bobs auf 7. Beim UTXO-Modell wird Alices 5-Dollar-UTXO ausgegeben, um zwei neue UTXO zu kreieren: 2 Dollar an Bob und 3 Dollar zurück an Alice. Bob hält jetzt seinen ursprünglichen 5-Dollar-UTXO und den neuen 2-Dollar-UTXO, insgesamt 7 Dollar.

Dieser Ansatz, der in Understanding UTXO: A Comprehensive Guide ausführlich beschrieben wird, gewährleistet Transparenz und verhindert doppelte Ausgaben, da jedes UTXO innerhalb der Kette öffentlich verfolgt wird und gleichzeitig der Datenschutz durch anonyme Adressen gewahrt bleibt.

Es ist nicht schwer zu erkennen, dass Alice 3 Dollar übrig hat und Bob 7 Dollar. Diese Rechnungslegungsmethode, die der Addition und Subtraktion in der Grundschule ähnelt, kommt im Bankensystem häufig vor und wird als Konto-/Saldomodell bezeichnet. Darin existiert der Saldo eines Kontos als ein einziger Wert.

Wenn ein anderer Ansatz als das Kontomodell verwendet wird, z. B. UTXO, um den Vermögenstransfer zwischen Alice und Bob darzustellen, sieht das Diagramm anders aus:

Vergleich mit dem Konto-/Saldomodell

Das Konto-/Saldomodell, das im Bankwesen üblich ist, verwaltet einen einzigen Saldo pro Konto, der bei jeder Transaktion aktualisiert wird. Das ist zwar einfach, weist aber darauf hin, dass es zu Konflikten kommt, wenn mehrere Transaktionen dasselbe Konto ändern. Oft sind Sperren erforderlich und es kommt zu Leistungsengpässen, insbesondere bei hohen Transaktionsvolumen. Im Gegensatz dazu das UTXO-Modell, wie in [Exploring the UTXO Model: What Set Apart It Apart in the Blockchain World?] erklärt (https://blog.defichain.com/exploring-the-utxo-model-what-sets-it-apart-in-the-blockchain-world/), vermeidet dies, indem es Transaktionen auf unabhängigen UTXOs verarbeitet und so eine parallele Ausführung ohne Sperren ermöglicht und so den Durchsatz und die Parallelität verbessert.

Datenschutz ist ein weiterer Vorteil, da Krypto-Wallets pro Transaktion neue Adressen generieren, was es schwieriger macht, Verbindungen zu Einzelpersonen herzustellen, im Gegensatz zu den festen Adressen des Kontomodells, die anfälliger für Korrelationsanalysen sind. Allerdings sind die Grenzen des UTXO beim Umgang mit komplexer Geschäftslogik, wie z. B. mehrstufigen Verträgen, die zum kontobasierten Modell von Ethereum geführt haben, wie in Was ist ein UTXO? Ungenutzte Transaktionsausgaben erklärt.

Das Objektmodell von SUI: Überbrückung von UTXO- und Kontomodellen

SUI konzentriert sich, wie im X-Post beschrieben und von Object Model | Sui Documentation unterstützt, den Speicher auf Objekte, nicht auf Konten, mit zwei Schlüsseltypen:OwnedObject (address-owned) und SharedObject.

Das OwnedObject erweiterte UTXO, bei dem nur der Besitzer arbeiten kann und jede Version einmal ausgegeben wird, was den UTXO-Prinzipien entspricht. Beispielsweise kann ein Objekt, das einer Adresse gehört, nur von seinem Besitzer geändert werden, ähnlich wie bei einem UTXO.

Umgekehrt ist SharedObject für jeden zugänglich, ähnlich dem Kontomodell, erfordert jedoch einen Konsens über die Reihenfolge der Lese- und Schreibvorgänge, um Statuskonflikte zu vermeiden, wie in Sui Components | Sui Documentation beschrieben. Dies wird durch eine spezielle Verarbeitung wie die lokale Sortierung bewerkstelligt. Der objektorientierte Ansatz von Sui beleuchtet, wie sich das SUI-Modell auf Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzererfahrung auswirkt.

Eigentümertypen in SUI

Eigentumsart	Beschreibung	Barrierefreiheit
Gehört der Adresse	Gehört einer bestimmten 32-Byte-Adresse (Kontoadresse oder Objekt-ID)	Nur für den Eigentümer zugänglich
Unveränderlich	Kann nicht mutiert, übertragen oder gelöscht werden; kein Besitzer	Für jeden zugänglich
Geteilt	0x2::transfer::share_objectFunktion zur gemeinsamen Nutzung	Für jeden zugänglich
Umschlossen	Organisiert Datenstrukturen, indem ein Feld vom structTyp in ein anderes Feld eingefügt wird	Nicht spezifiziert

Zu den eigenen Objekten gehört gemäß UTXO auch die Adresse, auf die sich die Adresse bezieht, während gemeinsam genutzte Objekte explizit für alle zugänglich sind, was dem breiteren Zugriff des Kontomodells entspricht.

Mein Fazit und Überlegungen für die Zukunft

Der Übergang von Bitcoins UTXO zum Objektmodell von SUI stellt eine bedeutende Weiterentwicklung dar, die Flexibilität bietet und die Einschränkungen von UTXO in Bezug auf komplexe Logik durch SharedObject berücksichtigt, während gleichzeitig die Vorteile von UTXO in Bezug auf Parallelität über OwnedObject erhalten bleiben.

Dieser duale Ansatz, der in Exploring Suis Object-Centric Model und The Move Programming Language untersucht wurde, positioniert SUI als vielseitige Plattform, die möglicherweise einen neuen Standard für Blockchain-Datenmodelle setzt.