Wenn du dich mit Bitcoin und anderen Kryptowährungen beschäftigt hast, bist du möglicherweise schon einmal auf den Begriff „UTXO“ gestoßen. Aber was bedeutet UTXO eigentlich, und wie unterscheidet es sich vom Account-Modell, das von anderen Kryptowährungen wie Ethereum verwendet wird? In diesem Artikel erklären wir dir alles, was du über das UTXO vs. Account-Modell wissen musst, wie sie funktionieren und warum sie so wichtig für das Verständnis von Bitcoin-Transaktionen sind.
Grundlagen: Was bedeutet UTXO?
UTXO steht für „Unspent Transaction Output“, was auf Deutsch so viel bedeutet wie „Nicht ausgegebener Transaktionsausgang“. In einfachen Worten ist eine UTXO der Betrag an Kryptowährung, der nach einer Transaktion übrig bleibt und für zukünftige Transaktionen verfügbar ist. Jede Transaktion in einer Blockchain, die das UTXO-Modell verwendet, besteht aus Eingaben (Inputs) und Ausgaben (Outputs). Eine UTXO ist also eine Art von „Wechselgeld“, das nach einer Transaktion zur Verfügung steht.
Beispiel
Stell dir vor, du gehst in ein Geschäft und kaufst etwas für 5 Euro, hast aber nur einen 10-Euro-Schein. Du gibst dem Kassierer den 10-Euro-Schein, und er gibt dir 5 Euro zurück. Diese 5 Euro sind das „Wechselgeld“ – in der Bitcoin-Welt würde das als UTXO bezeichnet werden.
Anders als man es wohl von einer digitalen Währung vermuten würde, ähnelt Bitcoin in bestimmten Aspekten eher dem Bargeld als einem Bankkonto.
Ein Bitcoin-Wallet (also Brieftasche) trägt seinen Namen auch deshalb, weil es empfangene Bitcoins nicht, wie bei einem Bankkonto, zu einer Summe zusammenfasst, sondern sie als einzelne Transaktionen aufbewahrt.
Empfängst du eine Bitcoin-Transaktion, ist das in etwa so, als ob dir jemand einen Geldschein aushändigt. Anders als beim Bargeld haben diese Geldscheine jedoch keinen fixen Wert (wie 5, 10, 20€), sondern entsprechen der genauen Höhe der eingegangenen Transaktion. Einen solchen Geldschein nennt man “UTXO”, was für “Unspent Transaction Output” (uneingelöster Transaktions-Output) steht.
Blockchain-Explorer
Wer sich sich seine Transaktionen in einem Blockchain-Explorer einmal genauer angeschaut hat, dem wird aufgefallen sein, dass eine Transaktion nicht immer nur aus einem Sender und einem Empfänger besteht.
Dass es mehrere “Absender” gibt, liegt daran, dass mehrere UTXOs für diese Transaktion genutzt wurden. Möchtest du jemandem 0,1 BTC senden, besitzt aber nur zwei UTXOs in Höhe von jeweils 0,07 BTC, kannst du diese gemeinsam für eine Transaktion verwenden.
Doch wie kann man mit zwei 0,07 BTC Transaktionen eine 0,1 BTC Transaktion senden, wenn diese “Geldscheine” immer genau in Höhe der Transaktion ausgegeben werden müssen? Hierfür benutzen Bitcoin-Wallets einen cleveren Trick. Weil mit einer Transaktion mehr als eine Person gleichzeitig bezahlt werden kann, geben wir zwei Empfänger an: den Empfänger der 0,1 BTC, und uns selbst als Empfänger des “Wechselgeldes” von 0,04 BTC.
Weil es sehr selten vorkommt, dass eine UTXO genau dem Betrag der Transaktion entspricht, enthält praktisch jede Transaktion einen sogenannten “Change Output”. Dieser geht zurück an eine von deiner Wallet automatisch generierte Adresse.
Das ist auch der Grund, wieso manchmal nach einer Transaktion gewartet werden muss, bevor man eine Weitere senden kann – es muss die Bestätigung der eingehenden Change-Transaktion abgewartet werden.
Bitcoin-Wallets entscheiden in der Regel selbstständig, welche deiner UTXOs für eine bestimmte Transaktion am besten geeignet sind.
Um selbst zu entscheiden, welche UTXOs du für deine Transaktion verwendest, kannst du bei verschiedenen Wallets wie z.B. der BitBoxApp die Funktion “Coin Control” aktivieren. Im Sendevorgang erhältst du dann die Option, eine oder mehrere UTXOs zu wählen.
UTXO vs. Account-Modell
Es ist wichtig zu verstehen, dass nicht alle Kryptowährungen das UTXO-Modell verwenden. Viele Kryptowährungen, darunter auch Ethereum, nutzen stattdessen das sogenannte Account-Modell. Diese beiden Modelle unterscheiden sich grundlegend in der Art und Weise, wie sie Transaktionen verarbeiten und wie Vermögenswerte innerhalb der Blockchain verwaltet werden.
Das UTXO-Modell
Das UTXO-Modell, das von Bitcoin und einigen anderen Kryptowährungen verwendet wird, basiert auf der Idee, dass jede Transaktion aus einer Menge von Inputs und Outputs besteht. Jeder Input ist eine UTXO (Unspent Transaction Output), die als Ergebnis einer früheren Transaktion entstanden ist. Wenn eine Transaktion durchgeführt wird, werden die entsprechenden UTXOs „verbraucht“, und neue UTXOs werden generiert, um das verbleibende „Wechselgeld“ darzustellen.
Beispiel: Stell dir vor, du hast mehrere Geldscheine in deinem Sparschwein. Wenn du etwas kaufst, nimmst du den entsprechenden Geldschein heraus, gibst ihn aus, und falls nötig, erhältst du Wechselgeld zurück, das du wieder ins Sparschwein legst. Jeder einzelne Schein in deinem Sparschwein ist wie eine UTXO – er stellt einen bestimmten Wert dar, den du ausgeben kannst.
Das Account-Modell
Im Gegensatz dazu verwendet das Account-Modell, das unter anderem von Ethereum genutzt wird, eine andere Herangehensweise. Hier hat jedes Wallet, ähnlich wie ein Bankkonto, einen festen Kontostand. Dieser Kontostand wird nach jeder Transaktion direkt aktualisiert, anstatt individuelle Inputs und Outputs zu verbrauchen oder zu generieren.
Wenn du eine Transaktion im Account-Modell durchführst, wird der Betrag einfach von deinem Kontostand abgezogen und zum Empfänger hinzugefügt. Es gibt keine Notwendigkeit, einzelne „Münzen“ (wie bei UTXOs) zu verfolgen. Stattdessen werden alle Transaktionen direkt im Kontostand reflektiert.
Beispiel: Stell dir vor, du hast ein Bankkonto. Wenn du Geld überweist, wird der Betrag direkt von deinem Kontostand abgezogen und dem Konto des Empfängers gutgeschrieben. Es ist kein Wechselgeld im Spiel, und es gibt keine einzelnen „Münzen“, die du nachverfolgen musst. Alles ist in deinem Kontostand zusammengefasst.
Vor- und Nachteile des UTXO-Modells
Vorteile:
- Sicherheit und Transparenz: Jede UTXO ist eindeutig und kann nur einmal ausgegeben werden. Dies minimiert das Risiko von doppelten Ausgaben und ermöglicht eine einfache Nachverfolgbarkeit.
- Flexibilität bei Transaktionen: Da jede Transaktion aus mehreren UTXOs bestehen kann, lassen sich komplexe Transaktionen einfacher handhaben.
Nachteile:
- Komplexität: Die Verwaltung von UTXOs kann komplex sein, insbesondere bei vielen kleinen UTXOs, die zu sogenannten „Dust“ führen können – kleine, schwer zu verwendende Mengen an Bitcoin.
- Größerer Speicherbedarf: Die UTXO-Datenbank kann groß werden und erfordert mehr Speicherplatz und Rechenleistung, um effizient verwaltet zu werden.
Vor- und Nachteile des Account-Modells
Vorteile:
- Einfachheit: Das Account-Modell ist einfacher zu verstehen und zu verwalten, da es nur den Kontostand aktualisiert, anstatt individuelle UTXOs zu verfolgen.
- Effiziente Speicherung: Es gibt weniger Daten, die verwaltet werden müssen, was zu einer effizienteren Nutzung von Speicherplatz und Rechenleistung führt.
Nachteile:
- Weniger Transparenz: Es ist schwieriger, die Historie einzelner Transaktionen nachzuvollziehen, da alle Transaktionen im Gesamtkontostand zusammengefasst werden.
- Mehr Angriffsfläche: Durch die direkte Manipulation des Kontostands kann das System anfälliger für bestimmte Arten von Angriffen sein, wie z.B. Replay-Angriffe.
Warum nutzt Ethereum das Account-Modell?
Ethereum verwendet das Account-Modell, weil es besser für die komplexen Operationen geeignet ist, die in Smart Contracts benötigt werden. Smart Contracts erfordern oft die Verwaltung von Kontoständen und die Durchführung von Berechnungen, die über einfache Transaktionen hinausgehen. Das Account-Modell erlaubt es Ethereum, diese Operationen effizienter zu verwalten, was die Erstellung und Ausführung von Smart Contracts vereinfacht.
Darüber hinaus ist das Account-Modell für die schnelle und einfache Berechnung von Zuständen besser geeignet, was entscheidend ist für die Skalierbarkeit von Ethereum. Dies macht es einfacher, dApps (dezentrale Applikationen) zu entwickeln, die auf kontinuierliche Interaktionen und Änderungen angewiesen sind.
Beispiel: Stell dir vor, du betreibst ein Geschäft, in dem du verschiedene Waren verkaufst. Du musst ständig den Lagerbestand und den Gesamtwert deines Inventars überwachen. In einem UTXO-Modell müsstest du jede einzelne Ware (UTXO) separat verfolgen, während im Account-Modell alles als Gesamtsumme (Kontostand) dargestellt wird, was die Verwaltung erheblich vereinfacht.
Fazit: Die Bedeutung von UTXOs
UTXOs sind ein zentrales Konzept im Bitcoin-Netzwerk und ein wesentlicher Bestandteil der Art und Weise, wie Transaktionen abgewickelt werden. Sie sorgen für Transparenz, Sicherheit und Dezentralisierung, indem sie sicherstellen, dass jeder Bitcoin nur einmal ausgegeben werden kann und dass alle Transaktionen nachvollziehbar bleiben. Für jeden, der sich für Bitcoin interessiert, ist das Verständnis von UTXOs entscheidend, um die Funktionsweise von Bitcoin-Transaktionen wirklich zu begreifen.
Wenn du die Mechanik von UTXOs verstehst, wirst du nicht nur ein besseres Verständnis dafür haben, wie Bitcoin funktioniert, sondern auch, wie diese Technologie die Grundlage für viele andere Kryptowährungen und Blockchain-Anwendungen bildet.
Quelle
Joko. (2023, August 28). Was ist eigentlich eine UTXO? BitBox Blog. https://bitbox.swiss/blog/was-ist-eigentlich-eine-utxo/
Über BitBox (Shift Crypto)
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