Ergo实现比特币UTXO模型进化升级

Ergo建立在UTXO模型之上。此模型由比特币首次引入，其中在每次交易后创建未花费交易输出总额（不可更改的短期有效数据位）。这与以太坊的长期有效可更改账户完全不同。以太坊的账户在一个共享的上下文中运行，每个账户都需要检查——这种必要性会导致存储利用率缺陷。

矿工（他们是区块链验证者或共识提供者）使用UTXO来检查唯一的私钥是否可以访问对应的币。UTXO模型的隐私性和可扩展性很有吸引力，但比特币的最初设计使得实现智能合约变得更加困难。UTXO模型有很多优点，但与以太坊账户模型上的智能合约应用相比，它发展的不充分令人惊讶。另一方面，Ergo的UTXO模型允许多阶段合约通过实现NiPoPoW来提供零知识跨链操作。Ergo核心开发者Alex Chepurnoy在UTXO的功能和PoW安全优势方面拥有丰富的经验，因此这一领域是他的研究重点。（译注：Ergo的UTXO指eUTXO，即扩展未花费交易输出，是对比特币UTXO模型的一种扩展，兼具比特币UTXO模型的语言简单性优势和以太坊账户模型的智能合约表达性优势。Ergo和Cardano为eUTXO联盟，许多区块链研究员认为eUTXO相当于计算机系统从8位突进到64位的重大飞跃。）

UTXO这一术语表示花费一定金额加密货币后剩下的未花费加密货币金额。在基于UTXO的区块链网络中，未花费交易输出是下一个花费活动的输入。因此，在每次花费活动之后，都会创建一个新的UTXO，该UTXO稍后将在新的花费活动中再次用作输入。所以，UTXO被用作输入，新的UTXO被创建作为输出。这种可花费UTXO的概念正是比特币所使用的。然而，Ergo对基于UTXO的系统之贡献引入了只读UTXO，从而能够形成UTXO交易链。

Robert Kornacki（来自EMURGO Research）曾指出：

“支持智能合约的UTXO系统在革新智能合约方面具有很大的潜力。……基于UTXO的智能合约协议利用面向花费路径的设计模式，例如线性、分支、递归、外包和并行化。这些为dApp开发者创建可靠且高性能的智能合约奠定了基础，在即将到来的未来还有更多高级设计模式有待发现。”

比特币的UTXO模型

尽管比特币是去中心化货币的先驱，但它也存在一些缺陷。

问题包括：

缺乏图灵完备性：图灵完备性是指通过引入“if”语句在系统中设计循环。引入循环并不困难，但是由于底层代码的无限重复，循环会导致存储效率低下。比特币采用简单安全的设计。它被构建为转账系统，因此选择了非图灵完备系统以避免在交易验证期间出现无限循环。

价值盲点：一个比特币就是一个比特币，也就是说，比特币网络无法理解比特币在其他币种计价时的潜在价值。当试图以去信任的方式连接传统和去中心化金融系统时，这是一个障碍，因为需要预言机智能合约来提供去中心化数据喂入。借贷和自动化做市算法都依赖于可信赖的数据才能发挥作用。尽管比特币是加密货币的先驱，但它缺乏连接这些传统和去中心化金融系统的能力。

缺乏状态：在比特币中，UTXO可以是已花费或未花费，并且不支持有状态合约；因此，不可能创建除此之外的任何其他状态，例如提款限额或回购委托单。这意味着UTXO只能用于构建简单的单向合约。它无法实现更复杂的“有状态”合约，例如去中心化组织、元协议或提款限额。因此，比特币的二元状态和价值盲点形式缺乏推动未来金融发展的能力。

区块链盲点：比特币的UTXO无法感知区块链数据，例如nonce（仅使用一次的数字或2FA代码）和先前的哈希值（区块链中任何交易的特定值，由矿工试图定义）。这严重限制了需要区块链内部随机性的博彩、彩票和类似的应用。

多阶段UTXO模型

扩展UTXO系统赋能图灵完备的智能合约。这是一项新颖的创新，它允许最新一代区块链用回比特币使用的原始模型，但具有更强大的功能。

扩展UTXO模型（eUTXO）保留了比特币的结构，同时可以支持更具表达性的智能合约。Ergo拥有自己的多阶段UTXO模型（类似Cardano的eUTXO），该模型引入了UTXO链。

多阶段合约通过链上计算扩展了比特币UTXO模型。Ergo实现了只读输入，即只允许通过区块头进行交互。这提高了Ergo在第3级上下文上运行的能力，通过在UTXO模型中使用NIPoPoW实现了非交互式并行计算。

Ergo对UTXO账本模型的扩展方法可以提供近乎无限的可扩展性以及强大的隐私和安全功能，其中实现了只读输入和图灵完备的丰富上下文。零知识应用，例如基于Ergo UTXO的联合支出金库，比建立在以太坊这样的共享可变状态上更有效。

作者：root7Z

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