比特幣轉賬機制（UTXO）

• 比特幣是基于UTXO的結構存儲有關用戶余額的數據，系統的整個狀態就是一組UTXO集合，每個UTXO都有一個所有者和面值（相當于法幣的面值），每一筆交易都會花費若干個輸入的UTXO，并且根據規則創建若干個新的UTXO
• 每個引用的輸入必須是有效的（尚未花費的UTXO），對于一個交易，必須包含與當前輸入UTXO相匹配的所有者的簽名，并且保證輸入必須大于等于總的輸出值，比特幣系統中用戶的余額是用戶具有私鑰的UTXO的總值

以太坊的轉賬機制（Accounts）

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• 以太坊的使用機制：存儲系統中所有用戶的列表
• 每一個賬戶都包括了一個余額（balance），和以太坊特殊定義的數據（代碼和內部存儲，這個是指智能合約）
• 以太坊的賬戶類型和銀行使用的是一致的，一筆交易的產生，需要先扣除交易發起方的賬戶余額，如果交易方賬戶余額足夠，則交易生效；然后，交易接收方的賬戶會記入這筆交易。
• 智能合約：如果接收方的賬戶存在相關代碼（智能合約），則代碼會自動運行，并且他的內部存儲也可能被改變，比如代碼還可能設定向其他賬戶發起新的交易信息，這就會造成進一步的借貸資金關系。

比特幣的UTXO的優缺點

高度的隱私性，因為每一筆交易使用的不會是相同的地址，因此很難將其與現實的用戶連接起來，保護了用戶的隱私性，這樣也就限制了比特幣只能適用于貨幣，提升空間很小，比如面對現在的Dapps（分布式app），Dapps通常設計到跟蹤和用戶綁定的復雜狀態，很難像貨幣一樣對于用戶狀態簡單的劃分。

潛在的可擴展性，UTXO在理論上更符合可擴展性的要求，因為只需要依賴UTXO的人去維護基于Merkle樹的所有權證明，即使一筆交易的數據丟失，僅僅所有者會受到對應的UTXO的損失，但是不會影響接下來的交易。如果是賬戶模式，如果每個人都丟失了與賬戶相對應的Merkle樹的部分，那么就會使得與該賬戶相關的信息完全無法處理。

以太坊的優缺點

• 節省空間，不將UTXO分開存儲，而是合并到特定的用戶，每個交易只需要一個輸入，一個簽名、并且產生一個輸出
• 更好的替代性，貨幣的本質都是同質化、可以替代的，UTXO設計使得貨幣分為可花費和不可花費兩類，這個很難和現實模型對
• 更加簡單：容易編碼和理解，特別是設計復雜腳本的時候，UTXO在腳本邏輯復雜時候更加令人費解
• 更容易維護持久性節點，只需要沿著特定方向掃描狀態樹，親節點可以很容易的隨時訪問賬戶相關的所有數據。而UTXO的每一個交易都會使得狀態發生改變，這個對于親節點來說長時間運行分布式APP會造成很大的壓力

對比

?	BitCoin	Ethereum
設計定位	現金系統	去中心化應用平臺
數據組成	交易列表（賬本）	交易和賬戶狀態
交易對象	UTXO	Accounts
代碼控制	腳本	智能合約

以太坊的賬戶類型

• 外部用戶/普通賬戶
• 合約賬戶/內部用戶

外部用戶/普通賬戶

有對應的以太坊余額

可以發起交易（轉賬/觸發合約代碼）

由用戶私鑰控制

沒有關聯代碼（智能合約有）

合約賬戶/內部用戶

有對應的以太坊余額

有關聯代碼

由代碼控制

可以通過交易或者來自其他合約的調用消息來觸發代碼執行

執行代碼時候可以操作自己的存儲空間，也可以調用其他的合約

消息

• 合約可以向其他合約發送“消息”
• 消息是不會被序列化的虛擬對象，只存在于以太坊的執行環境（EVM）中
• 可以看作是函數的調用
• 內容：消息的發送方、消息的接收方、金額（VALUE）、數據（DATA，可選）、START GAS 最大支付的GAS

合約

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• 可以讀/寫自己的內部存儲（32字節key-value的數據庫）
• 可以向其他合約發送消息，依次觸發執行
• 一旦合約運行結束，并且由它發送的消息觸發的所有子執行（sub-exception）結束，EVM就會中止執行，直到下次交易被喚醒

合約的應用

• 維護一個數據存儲（賬本），存放其他合約或者外部的世界有用的內容比如，發售自己的虛擬貨幣
• 通過合約賬戶實現一種具有更加復雜的訪問策略的普通賬戶（EOA），這個被稱為“轉發合同”，只有在滿足某些特定的條件的時候，才會將傳入的消息重新發送到某個所需要的目的地址：例如，一個人有一份轉發合約，該合約會等待直到給定的三個私鑰中的兩個確認之后，再重新發送特定的消息，比如錢包合約
• 管理多個用戶之間的持續合同或者關系。包括金融合同，以及某些特定的托管合同或者某種保險。遺囑，遺產分配。

交易數據結構

（交易是包含以下數據的序列化的二進制消息）

• Nonce 由發起人EOA發出的序列號，用于防止消息重播，相當于統計從一個賬戶中交易記錄的次序，防止了雙重支付。
• Gas price 交易發起人愿意支付的gas單價（wei）
• Start gas 交易發起人愿意支付方最大gas量
• To：以太坊交易的目的地址
• Value：發送到目的地的以太數量
• Data：可變長度的二進制數據負載（payload）
• v，r，s 發起人EOA的ECDSA簽名的三個組成部分
• 交易消息的結構使用遞歸長度前綴（RLP）編碼方案進行序列化，該方案專為以太坊中準確和字節完美的數據序列化而創建。

交易中的nonce

• 黃皮書的定義：一個標量值，等于從這個地址發送的交易數，或者對于關聯code的賬戶來說，就是這個賬戶創建合約的數量
• nonce不會明確存儲為區塊鏈中賬戶狀態的一個部分，相反它是通過計算發送地址已經確認的交易的數量來動態計算的
• nonce值還用于防止錯誤計算賬戶的余額。Nonce強制來自任何地址的交易按照順序處理，沒有間隔，無論節點接收他們的順序如何。
• 使用nonce是為了確保所有的節點計算的是相同的余額和正確的交易，等同于防止了“雙重支付/重放攻擊”，但是因為不像比特幣使用UTXO機制，因此以太坊只有在錯誤計算賬戶的余額時候才會發生“雙重支付/重放攻擊”。

并發和nonce

• 以太坊是一個允許（節點、客戶端，Dapps）并發的系統，但是強制單例狀態。例如，出塊的時候只有一個系統狀態
• 假如我們有多個獨立的錢包客戶端，比如MetaMask和Geth，他們都是使用同一個地址生成交易。如果我們希望同時發起交易，該如何設置交易的nonce呢？
• 方法1，用一臺服務器為各個應用分配nonce，先來先服務，（單點故障），如果先來的一個應用發生故障，那么失敗的交易會使得后續的交易阻塞
• 方法2，生成交易后不分配nonce，也不簽名，而是將其放在一個隊列中等待，另一個節點跟蹤nonce并簽名交易。同樣會出現單點故障，而且跟蹤nonce和簽名的節點是無法實現真正的并發

特殊的交易：創建（部署）合約

• 特殊的交易，具有數據負載但是沒有value，則這筆交易就是為了創建新的合約

• 合約的創建交易被發送到特殊目的的地址，即0x0.這個地址既不代表EOA也不代表合約，也不會花費以太幣或者發布交易，僅僅具有特殊的含義“創建合約”

• 還有一種目的：銷毀以太幣

向EOA或合約傳遞數據

• 當交易包含數據有效負載的時候，一般是發送到合約地址的，但是發送給EOA也是可以的
• 如果發送數據給EOA，數據負載的解釋取決于錢包
• 如果發送給數據給合約地址，EVM會解釋為函數調用，從payload里面解碼出函數的名稱和參數，調用該函數并且傳入參數
• 發送給合約的數據有效負載是32字節的十六進制序列化編碼
  • 函數選擇器：函數原型的keccak256哈希的前4個字節，允許EVM明確識別將要調用的函數
  • 函數參數：根據EVM定義的各種基本類型的規則進行編碼

交易的Value和data

交易的“有效負載”包含在兩個字段中：value和data。交易可以同時有value和data，僅有value、僅有data、data和value都沒有

僅有value的交易是一筆以太的付款

僅有value的交易一般是合約的調用

進行合約的調用的時候，除了傳輸data，還可以發送以太幣，從而使得交易中同時包含data和value

沒有value也沒有data的交易，只是在浪費gas，但是交易是有效的

交易的接收者（to）

交易接受者在to字段中指定，是一個20字節的以太坊地址，地址可以是EOA或者合約的地址

以太坊無法判定任何20字節的地址是否是有效的，是否是公鑰正確派生的，但是這筆交易是有效的，只是錢回不來了

如果交易的地址是無效的，將會銷毀發送的以太幣，使其永遠無法訪問

驗證接收人的地址是否是有效的，應該在用戶界面一層完成

gas計算

發起交易時的gas limit并不是要支付的gas數量，而是給定一個消耗gas的上限，相當于押金，如果存在剩余，會返回到交易發起方的賬戶

實際支付的gas數量是執行過程中消耗的gas（gasUsed），gas limit中剩余的部分會返回給發送人，單價是由設定的gasPrise而確定

最終支付的費用 totalCost = gasPrise * gasUsed

TotalCost會作為交易的手續費支付給礦工

總結

以上是生活随笔為你收集整理的以太坊账户 相关知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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