Ergo aufbauen: UTXO vs Konto

Ergo nutzt die sichersten und am besten etablierten Funktionen von Bitcoin und implementiert fortschrittliche neue kryptografische Merkmale auf seinen soliden Grundlagen. Diese Serie untersucht die Entscheidungen, die wir bei der Erstellung von Ergo getroffen haben, wobei der erste Artikel die Vorteile des UTXO-Modells erläutert.

Wenn es um finanziellen Wert geht, können Sie es sich nicht leisten, Risiken einzugehen. Jede Architekturentscheidung auf einer Kryptowährungsplattform hat Auswirkungen. Während es verschiedene Möglichkeiten gibt, dasselbe Problem zu lösen, sind einige Lösungen besser getestet und zuverlässiger als andere.

Wie Bitcoin verwendet Ergo das ‚UTXO‘ (unspent transaction outputs) Modell, anstelle des von Plattformen wie Ethereum verwendeten Kontomodells. Es gibt eine Reihe von Gründen, warum wir diese Wahl getroffen haben, aber zuerst ist es wert, ein wenig darüber zu erklären, wie das UTXO- oder ‚Box‘-Modell funktioniert.

Die meisten Menschen denken, dass das Guthaben eines Kontos eine einfache Zahl ist, die aktualisiert wird, wenn Sie Geld senden oder empfangen. Dies ist der offensichtliche Ansatz für das Problem; schließlich funktioniert Geld im echten Leben genau so. Ihr Bankkonto hat ein Guthaben, das erhöht oder verringert wird, wenn verschiedene Überweisungen ein- und ausgehen. So funktioniert das ‚Konto‘-Modell: Ihr Guthaben auf der Blockchain wird durch Transaktionen zu und von dem Konto verändert.

Wie viel Teig?

Das UTXO-Modell, das von Bitcoin eingeführt wurde, ist ganz anders. Sie können sich das ein wenig wie eine Person vorstellen, die eine Reihe von Teigklumpen hält. Ihr Guthaben ist die Summe dieser Klumpen oder UTXOs. Klumpen können geteilt oder kombiniert werden, bevor sie an eine neue Adresse gesendet werden, aber Sie wissen immer, woher sie stammen. Zum Beispiel:

Alice hat 100g Teig (100 ERG). Sie bricht ein Stück von 75g ab und gibt es an Bob, behält 25g ‚Wechselgeld‘ für sich.
Charlie hat 250g Teig. Er bricht 150g ab und gibt es an Bob, behält 100g Wechselgeld für sich.
Bob bricht 20g Teig von dem 150g-Klumpen ab, den er von Charlie erhalten hat, und kombiniert die resultierenden 130g mit den 75g, die er von Alice erhalten hat. Er gibt die Gesamtmenge von 205g an Dave und behält die 20g Wechselgeld für sich.
Dave hat jetzt 205g Teig, der früher Charlie gehörte. Bevor Charlie ihn besaß, gehörten 75g früher Alice, während 130g früher Bob gehörten.

Im UTXO-Modell können ‚Klumpen‘ von Münzen kombiniert und geteilt werden, aber im Gegensatz zu Teig werden sie nicht miteinander vermischt. Sie können die Historie der Mittel bis zur Coinbase-Transaktion zurückverfolgen, in der diese Münzen erstmals geschürft wurden. Das ist sehr unterschiedlich zum Kontomodell, bei dem das Guthaben jedes Kontos einfach geändert wird. (Sie können natürlich die Blockchain überprüfen, um sicherzustellen, dass das Konto das sagt, was es sollte, aber das ist nicht intrinsisch notwendig, wie es beim UTXO-Ansatz der Fall ist.)

Warum UTXO?

Das UTXO-Modell hat mehrere Implikationen. Zum einen ist jedes Objekt unveränderlich – Klumpen von Münzen können nicht ‚bearbeitet‘ werden, wie ein Kontostand bearbeitet wird, wenn eine Transaktion durchgeführt wird. Das Guthaben wird aus der Transaktionshistorie berechnet, bis zu dem Punkt, an dem diese Münzen erstmals existierten.

Das macht die Sicherheit viel einfacher, denn entweder existiert ein UTXO in der Form, die Sie erwarten, oder es existiert überhaupt nicht. Mit dem Kontomodell müssen Sie sorgfältig überprüfen, dass das Konto, mit dem Sie arbeiten, sich in dem Zustand befindet, in dem es sein sollte (und Entwickler tun das typischerweise nicht richtig). Das macht UTXOs auch freundlicher für Offchain-Protokolle, wie Sidechains und das Lightning Network.

Konten erleichtern die Speicherung des ‚Zustands‘, aber einfach bedeutet nicht immer besser. Mit Ergos erweitertem UTXO-Modell sind Zustandsübergänge expliziter und somit sauberer – es gibt keine unerwünschten Überraschungen. Es könnte ein wenig mühsamer sein, damit umzugehen, aber es ist in Bezug auf Sicherheit viel besser und geradliniger.