UTXO: مفهوم و توضیح خروجی‌های تراکنش خرج نشده

UTXO یا خروجی‌های تراکنش خرج نشده، به عنوان ارز دیجیتالی باقی می‌مانند پس از هر تراکنش. این خروجی‌ها نشانگر مقداری است که برای خرج نشده بودن در تراکنش باقی می‌ماند. هر تراکنش بیتکوین با استفاده از کوین‌هایی که در دفتر کل وجود دارند، آغاز می‌شود. UTXO ها به ترتیب پردازش می‌شوند و مسئول آغاز و پایان هر تراکنش هستند. تراکنش‌های بیتکوین شامل ورودی‌ها و خروجی‌ها می‌شوند. تنها خروجی‌های تراکنش خرج نشده یا UTXO ها می‌توانند به عنوان ورودی برای سایر تراکنش‌ها استفاده شوند. اما خروجی‌هایی که قبلاً خرج شده‌اند، نمی‌توانند مجدداً خرج شوند.

چگونگی عملکرد خروجی‌های تراکنش خرج نشده یا UTXO به صورت زیر است:

برای تکمیل یک تراکنش، شما همچنان به یک خروجی تراکنش خرج نشده یا UTXO نیاز دارید. اگر خروجی‌های تراکنش خرج نشده را نداشته باشید، به این معنی است که بیتکوینی برای خرج کردن ندارید. این اصل بیشتراً به دلیل قوانین پروتکلی است که ساتوشی ناکاموتو در بیتکوین تعیین کرده است تا از ایجاد تقلب در سیستم جلوگیری کند. در واقع، بیتکوین از سیستم خروجی-ورودی برای تأیید تراکنش‌ها استفاده می‌کند.

در دنیای بیتکوین، شما نمی‌توانید مبلغ دلخواهی را مستقیماً از مبلغ تراکنش خرج کنید. به عنوان مثال، اگر دارای 3 بیتکوین در آدرس کیف پول خود هستید و می‌خواهید 0.5 بیتکوین را پرداخت کنید، نمی‌توانید فقط 0.5 بیتکوین را از آدرس خود ارسال کنید و 2.5 بیتکوین را بدون تغییر دست نخورده نگه دارید. به جای آن، شما باید کل مقدار 3 بیتکوین را به طور کامل خرج کنید و با ارائه امضای دیجیتال خود، 0.5 بیتکوین را به مقصد مورد نظر خود ارسال کنید و 2.5 بیتکوین باقی مانده را به آدرس کیف پول خود برگردانید. این باقی مانده به آدرس اول نسبت داده می‌شود و به آن “تغذیه” می‌گویند.

به این ترتیب، خروجی‌های تراکنش خرج نشده یا UTXO به عنوان واحدهای تراکنشی بیتکوین عمل می‌کنند که به طور مستقل مدیریت می‌شوند و در تراکنش‌ها استفاده می‌شوند.

شاید شگفت‌زده شوید که در هنگام پرداخت، هرگز دو تراکنش در کیف پول خود انجام نمی‌دهید. بله، این درست است، زیرا کیف پول‌های مدرن از تمامی عملیات پشت صحنه مراقبت می‌کنند. به طور خلاصه، هنگامی که یک تراکنش بیتکوین انجام می‌شود، دو خروجی تراکنش خرج نشده یا UTXO ایجاد می‌شود. یکی از این UTXO ها قسمتی از بیتکوین را که به گیرنده ارسال می‌شود، نشان می‌دهد و UTXO دیگر، مقدار باقی‌مانده است که به کیف پول فرستنده برگردانده می‌شود.

رابطه بین UTXO و تراکنش در بلاکچین به شکل زیر است:

هر تراکنش در بلاکچین، که معمولاً به عنوان شناسه هش یا TxID شناخته می‌شود، شامل اجزای زیر است:

• شماره نسخه تراکنش: این شماره نسخه، یک شماره است که نوع تراکنش در شبکه را مشخص می‌کند. با استفاده از شماره تراکنش، یک گره می‌تواند مجموعه قوانینی را تعیین کند که برای اعتبارسنجی یک تراکنش خاص استفاده شود. این شماره می‌تواند نشان‌دهنده نوع تراکنش‌های معمول مانند ارسال بیتکوین، امضای چندگانه، تراکنش‌های مشترک و غیره باشد.
• خروجی: خروجی یک تراکنش شامل اطلاعات مربوط به مقصد و مبلغ است. معمولاً یک تراکنش بیتکوین شامل یک یا چند خروجی است که به آدرس‌های مقصد ارسال می‌شود. هر خروجی شامل قفل زمانی (به عنوان مثال، مشخص می‌کند که باید تا یک تاریخ مشخص برای استفاده از مبلغ مشخص شده صبر کنید) و رمزنگاری است (برای تأیید هویت صاحب آدرس مقصد). در واقع، خروجی‌ها نشان‌دهنده مقصد انتقال بیتکوین و مقدار ارسال شده هستند.

UTXO یا خروجی‌های تراکنش خرج نشده نیز به این خروجی‌ها اشاره دارند. هر UTXO شامل آدرس مقصد، مقدار بیتکوین و اطلاعات دیگر مربوط به قفل زمانی و رمزنگاری است. وقتی یک تراکنش صورت می‌گیرد و برخی از خروجی‌های تراکنش قبلی به عنوان ورودی استفاده می‌شوند، این خروجی‌ها به عنوان UTXO‌ها در تراکنش فعلی استفاده می‌شوند و به صورت صحیح مصرف می‌شوند. با اعتبارسنجی UTXO‌ها و تطابق آنها با ورودی‌های تراکنش، صحت تراکنش تأیید می‌شود.

•  ورودی: ورودی یک تراکنش شامل یک اشاره‌گر و یک کلید باز کردن قفل است. این اشاره‌گر به خروجی تراکنش قبلی اشاره می‌کند و از این کلید برای باز کردن قفل خروجی قبلی که ورودی را مشخص می‌کند استفاده می‌شود. هر بار که یک خروجی توسط یک ورودی باز می‌شود، به عنوان “خرج شده” روی بلاکچین علامت‌گذاری می‌شود.
• زمان قفل کردن: این زمان مشخص می‌کند که آیا می‌توان تراکنش را به‌صورت فوری روی بلاکچین قرار داد یا آیا باید زمان مشخصی بگذرد تا این امکان وجود داشته باشد.

در حال حاضر، تمامی خروجی‌هایی که باید توسط یک ورودی باز شوند، به عنوان UTXO (خروجی تراکنش خرج نشده) محسوب می‌شوند.

بعد از باز شدن قفل UTXO، آن از گردش خارج می‌شود و با خروجی‌های جدید جایگزین می‌شود. بنابراین، مجموع خروجی‌های قفل شده همیشه برابر با مجموع خروجی‌های تازه ایجاد شده خواهد بود. از این رو، خروجی مصرف نشده تراکنش دارای دو ویژگی زیر است:

مقدار ارز دیجیتالی: این ویژگی نشان می‌دهد که پس از انجام تراکنش، مقداری ارز دیجیتال در این خروجی باقی می‌ماند.

قابلیت استفاده مجدد: با تکمیل تراکنش، این خروجی خرج نشده به عنوان ورودی به پایگاه داده بازگردانده می‌شود، که در تراکنش‌های بعدی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب، از این خروجی می‌توان در تراکنش‌های آینده استفاده مجدد کرد.

مزایای استفاده از مدل UTXO چیست؟

مدل خروجی مصرف نشده معامله (UTXO) دارای مزایای بسیاری است. اولین مزیت آن، ارائه یک سیستم قوی از اعتبارسنجی است. این به این معنی است که هیچ توکنی که تاکنون مصرف نشده است، نمی‌تواند بدون تأیید صاحب ارز دیجیتال مربوطه، در معاملات مورد استفاده قرار گیرد. این ویژگی باعث کاهش خطرات کلاهبرداری و تقلب برای کاربران می‌شود.

علاوه بر این، مدل UTXO به طور مداوم موقعیت مکانی کوین‌ها را در بلاکچین پیگیری می‌کند. این امر به بیان دیگر، احتمال گم شدن یا ارسال کوین‌ها به طور اشتباه به آدرس‌های نادرست را به حداقل می‌رساند. این قابلیت منجر به افزایش امنیت و صحت تراکنش‌ها می‌شود و به کاربران اطمینان می‌بخشد که دارایی‌هایشان درست و به مقصد مورد نظر می‌رسند.

استفاده از مدل UTXO همچنین به کاهش تقلب کمک می‌کند، زیرا به اجازه استفاده از درآمدهای خرج نشده در تراکنش‌های بعدی می‌دهد. این یک روش ارزشمند برای جلوگیری از هزینه مضاعف و خرج مجدد ارزهای دیجیتال است. در این حالت، هیچ کس نمی‌تواند یک واحد ارز را در چندین تراکنش همزمان خرج کند. با توجه به اینکه هر UTXO برای ایجاد خروجی‌های جدید استفاده می‌شود، مقادیر رمزنگاری ثابت می‌مانند. این ویژگی باعث حفظ یکپارچگی و صحت مقادیر ارز دیجیتالی می‌شود و از ایجاد ارزهای مجازی بیش از حد جلوگیری می‌کند.

برای افزایش امنیت مالی، مدل UTXO به طور قابل توجهی تراکنش‌ها را شفاف‌تر می‌کند. این مدل هویت خصوصی کاربر را فاش نمی‌کند، اما یک فهرست از کلیدهای عمومی مرتبط با هر ارز دیجیتال را تولید می‌کند. این امکان را فراهم می‌کند تا برای هر ارز دیجیتال، یک زنجیره از امضاهای دیجیتال ایجاد شود. به این ترتیب، در صورت وجود اختلاف نظر، این فهرست به حدی مشخص کننده است که به روشنی موضوع را توضیح دهد و کمک کند.

از چه ارزهای دیجیتالی مدل UTXO استفاده می‌کند؟

ارزهای دیجیتالی که از مدل UTXO استفاده می‌کنند، عبارتند از ارزهایی که در تراکنش‌های خروجی مصرف نشده استفاده می‌شوند. این ارزها از مدل حسابداری استفاده نمی‌کنند و به جای آن، UTXOها مشابه یک ارز فیزیکی بین کاربران منتقل می‌شوند. هر تراکنش در مدل UTXO قادر است سیستم را به یک حالت جدید تغییر دهد، اما امکان انجام هر تراکنش جدید بدون هماهنگی با وضعیت فعلی وجود ندارد. به همین دلیل، اپراتورهای شبکه باید با وضعیت کنونی هماهنگ شوند.

طراحی UTXO به گونه‌ای عالی بوده است که علاوه بر بیت‌کوین، بسیاری از ارزهای دیجیتال نیز در سیستم خود از آن استفاده می‌کنند. البته، هر بلاکچین قادر است این مفهوم را به دلخواه خود تنظیم کند و سازگاری مدل UTXO با سایر عملکردها وجود دارد. با این حال، عملیات اصلی در تمام شبکه‌ها مشابه است. به همین دلیل، حتی ارزهایی مانند Monero (XMR) و ZCash (ZCash) نیز از این مدل در پروتکل خود استفاده می‌کنند. Cardano یک شبکه است که از مدل ترکیبی UTXO و حسابداری با نام EUTXO استفاده می‌کند.

طراحی UTXO به گونه‌ای عالی بوده است که علاوه بر بیت‌کوین، بسیاری از ارزهای دیجیتال نیز در سیستم خود از آن استفاده می‌کنند. البته، هر بلاکچین قادر است این مفهوم را به دلخواه خود تنظیم کند و سازگاری مدل UTXO با سایر عملکردها وجود دارد. با این حال، عملیات اصلی در تمام شبکه‌ها مشابه است. به همین دلیل، حتی ارزهایی مانند Monero (XMR) و ZCash (ZCash) نیز از این مدل در پروتکل خود استفاده می‌کنند. Cardano یک شبکه است که از مدل ترکیبی UTXO و حسابداری با نام EUTXO استفاده می‌کند.

چندی از ارزهای رمزنگاری شده که از مدل UTXO استفاده می‌کنند عبارتند از:

• دوج کوین (Dogecoin)
• بیت کوین کش (Bitcoin Cash)
• لایت کوین (Litecoin)
• ریون کوین (Ravencoin)

مقایسه مدل خروجی‌های تراکنش خرج نشده با مدل حسابداری

یکی از جنبه‌های جالب مدل خروجی‌های تراکنش خرج نشده، تفاوت آن با سایر مدل‌های مدیریت تراکنش است. در مقابل روش‌های مالی سنتی، مدل UTXO ارزها را به عنوان شیءی مستقل در نظر می‌گیرد. هر شیء دارای یک تاریخچه است که بر روی آن ذخیره شده است و تنها باید در زمان ارسال دسترسی به آن داشته باشید.

در مقابل، مدل حسابداری که بیشتر به مدیریت حساب‌ها در بانک‌های سنتی شباهت دارد، برای هر کاربر یک رکورد جداگانه ایجاد می‌کند و نسبت به مدل خروجی‌های تراکنش خرج نشده ساده‌تر است. در واقع، این مدل نیاز به نظارت مداوم بر هر حساب و موجودی آن دارد. در هر تراکنش، باید موجودی حساب قبل و بعد از آن بررسی و تنظیم شود.

مدل حسابداری عمدتاً در بلاکچین‌های مبتنی بر قراردادهای هوشمند مانند اتریوم، ایاس، ترون، سولانا و اتریوم کلاسیک استفاده می‌شود. در این مدل، امکان ارسال مستقیم کسری از ارز به حساب طرف مقابل نیز وجود دارد. به عنوان مثال، اگر دارایی شما 100 اتر باشد، می‌توانید 37.5 واحد را مستقیماً به گیرنده ارسال کنید و بنابراین 62.5 اتر در حساب شما باقی می‌ماند. از این رو، بر خلاف مدل UTXO که در آن نیاز است تمام مقدار ارسالی ارسال شود و در ازای آن برداشت صورت بگیرد، در مدل حسابداری این اجبار وجود ندارد.