UTXO vs. Account-Modell

Einleitung

Wenn du dich bereits mit Bitcoin oder anderen Kryptowährungen beschäftigt hast, ist dir bestimmt schon einmal der Begriff UTXO begegnet. Doch was steckt eigentlich hinter Unspent Transaction Output (UTXO), und wie unterscheidet es sich vom Account-Modell, das beispielsweise von Ethereum verwendet wird?

In diesem Artikel erfährst du alles Wichtige über das UTXO- und das Account-Modell, wie sie funktionieren, und warum ihr Verständnis entscheidend für das Verständnis von Bitcoin- und Ethereum-Transaktionen ist.

Grundlagen: Was bedeutet UTXO?

UTXO steht für Unspent Transaction Output, was so viel bedeutet wie „nicht ausgegebener Transaktionsausgang“. Einfach gesagt, 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 auf dem UTXO-Modell basiert, besteht aus Eingaben (Inputs) und Ausgaben (Outputs). Eine UTXO fungiert dabei ähnlich wie Wechselgeld, das nach einer Transaktion wieder verwendet werden kann.

Beispiel

Stell dir vor, du gehst in ein Geschäft und kaufst etwas für 5 Franken, hast aber nur einen 10er-Note. Du gibst dem Kassierer nun die Note und erhältst 5 Franken als Wechselgeld zurück.

In der Bitcoin-Welt entspricht dieses Wechselgeld einem UTXO – einem ungenutzten Transaktionsausgang, der für zukünftige Transaktionen verfügbar bleibt.

Entgegen der Erwartung, dass eine digitale Währung wie Bitcoin ähnlich wie ein Bankkonto funktioniert, gleicht es in bestimmten Aspekten eher Bargeld.

Ein Bitcoin-Wallet, also deine digitale Brieftasche, fasst empfangene Bitcoins nicht zu einem Gesamtsaldo zusammen, wie es bei einem Bankkonto der Fall ist. Stattdessen werden alle Bitcoins als separate Transaktionen gespeichert und verwaltet.

Empfängst du eine Bitcoin-Transaktion, ist das in etwa so, als ob dir jemand einen Geldschein aushändigt. Anders als bei Bargeld haben diese Geldscheine jedoch keinen fixen Wert (wie 5, 10 oder 20 CHF), sondern entsprechen genau der Höhe der eingegangenen Transaktion. Einen solchen Geldschein nennt man UTXO, was für Unspent Transaction Output (nicht ausgegebener Transaktionsausgang) 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 nutzen Bitcoin-Wallets einen cleveren Trick: Bei einer Transaktion können mehr als nur eine Person bezahlt werden. So geben wir zwei Empfänger an: den Empfänger der 0,1 BTC und uns selbst als Empfänger des „Wechselgelds“ von 0,04 BTC.

Da es 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, warum manchmal nach einer Transaktion gewartet werden muss, bevor eine weitere gesendet werden kann – die Bestätigung der eingehenden Wechselgeld-Transaktion muss abgewartet werden.

In der Regel entscheiden Bitcoin-Wallets 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 wissen, dass nicht alle Kryptowährungen das UTXO-Modell nutzen. Viele, wie etwa Ethereum, verwenden stattdessen das sogenannte Account-Modell. Diese beiden Modelle unterscheiden sich grundlegend darin, wie Transaktionen verarbeitet und Vermögenswerte auf der Blockchain verwaltet werden.

Das UTXO-Modell

Das UTXO-Modell, das von Bitcoin und einigen anderen Kryptowährungen verwendet wird, basiert darauf, dass jede Transaktion aus mehreren Eingaben (Inputs) und Ausgaben (Outputs) besteht. Jeder Input ist eine UTXO (Unspent Transaction Output), die aus einer früheren Transaktion resultiert.

Wenn eine neue Transaktion stattfindet, werden die entsprechenden UTXOs genutzt, und neue UTXOs entstehen, um das restliche „Wechselgeld“ darzustellen.

Beispiel: Stell dir vor, du hast mehrere Geldscheine in deinem Sparschwein. Wenn du etwas kaufst, nimmst du den passenden Geldschein heraus, gibst ihn aus und erhältst, falls nötig, Wechselgeld, das du wieder ins Sparschwein legst. Jeder einzelne Schein in deinem Sparschwein funktioniert wie eine UTXO – er repräsentiert einen bestimmten Wert, den du für Transaktionen nutzen kannst.

Das Account-Modell

Im Gegensatz dazu verwendet das Account-Modell, das zum Beispiel von Ethereum genutzt wird, einen anderen Ansatz. Hier hat jedes Wallet, ähnlich wie ein Bankkonto, einen festen Kontostand, der nach jeder Transaktion direkt aktualisiert wird, ohne dass individuelle Inputs und Outputs verarbeitet werden.

Wenn du eine Transaktion im Account-Modell durchführst, wird der Betrag einfach von deinem Kontostand abgezogen und dem Empfänger gutgeschrieben. Es ist nicht notwendig, einzelne „Münzen“ (wie bei UTXOs) zu verfolgen, da alle Transaktionen direkt im Kontostand erscheinen.

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 erforderlich sind. Smart Contracts müssen häufig Kontostände verwalten und Berechnungen durchführen, die über einfache Transaktionen hinausgehen. Das Account-Modell ermöglicht Ethereum, diese Prozesse effizienter zu handhaben, was die Erstellung und Ausführung von Smart Contracts vereinfacht.

Zusätzlich ist das Account-Modell ideal für die schnelle und einfache Berechnung von Zuständen, was entscheidend für die Skalierbarkeit von Ethereum ist. Es erleichtert die Entwicklung von dApps (dezentralen Anwendungen), 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. Im UTXO-Modell müsstest du jede einzelne Ware (UTXO) separat nachverfolgen. Im Account-Modell hingegen wird alles als Gesamtsumme (Kontostand) angezeigt, was die Verwaltung deutlich einfacher macht.

Fazit: Die Bedeutung von UTXOs

UTXOs sind ein zentrales Element des Bitcoin-Netzwerks und spielen eine entscheidende Rolle bei der Abwicklung von Transaktionen. Sie garantieren Transparenz, Sicherheit und Dezentralisierung, indem sie sicherstellen, dass jeder Bitcoin nur einmal ausgegeben werden kann und alle Transaktionen nachvollziehbar bleiben. Für alle, die sich für Bitcoin interessieren, ist das Verständnis von UTXOs unerlässlich, um die Funktionsweise von Bitcoin-Transaktionen vollständig zu begreifen.

Wenn du die Mechanik der UTXOs verstehst, wirst du nicht nur ein tieferes Verständnis davon gewinnen, 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)

BitBox ist die benutzerfreundliche Hardware-Wallet von Shift Crypto. Sie stammt aus dem Crypto Valley in der Schweiz, einem führenden Zentrum für Blockchain-Technologie. BitBox schützt deine Kryptowährungen sicher und einfach. Die Wallet kombiniert moderne Verschlüsselungstechnologie mit einem intuitiven Design. Das macht sie zur idealen Wahl für Anfänger und erfahrene Nutzer. Auf Crypto Valley News findest du handverlesene Beiträge über BitBox. Weiterführende Informationen und zusätzlichen Content gibt es hier.