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ビットコインにおけるUTXOとは

ビットコインにおけるトランザクションとはブロック内に含まれる取引情報のことを指し、ビットコインの送金をネットワーク上に知らせることを意味するとお伝えしました。

ビットコインにおけるトランザクションの仕組み

今回は、ビットコインのすべての取引において新たに生成されているUTXOについてわかりやすくお伝えしたいと思います。

 

UTXOとはなに?

UTXOとは「Unspent Transaction Output」の略で「未使用のトランザクションアウトプット」という意味です。

トランザクションアウトプットがUTXOであり、このUTXOが次のトランザクションインプットになるのです。少しわかりにくいので下図をご覧ください。

このように全てのトランザクション内の取引(インプット&アウトプット)はUTXOを介して処理されており、UTXO内に含まれるトランザクションスクリプトによってUTXOの所有者を証明しているのです。ただしUTXOの所有者になったからといって自身のウォレットでUTXOを管理しているのではなく、ブロックチェーン内に散らばっているUTXOをウォレットが参照することでウォレットに残高を表示しています。

物理的に誰もが所有をしていないという特性上UTXOは、未使用のトランザクションと呼ばれています。

他にもUTXOには様々な特性があります。

 

UTXOの特徴

UTXOの特徴についていくつか紹介したいと思います。

UTXOは分割できない

物理的な硬化である500円や100円が分割することができないと同様に、1BTCのUTXOを0.5BTCと0.5BTCのUTXOといった分割をすることができません。ただしアウトプットによる分割は可能です。

例えばアリスがボブのカフェで0.1BTCの支払いをする際に、アリスの残高である1BTCから0.1BTCの支払い(アウトプット)、つまり分割はできません。しかし、1BTCのうち0.1BTCはボブのアドレスに支払い(アウトプット)、0.9BTCを自身のおつりアドレスに支払い(アウトプット)することは可能ということです。

この特性上おつり用アドレスは非常に重要だということが理解頂けたかと思います。

プライバシーの保護

UTXOによって取引の追跡は容易となっているが、個人の特定や関係性に対しては強い耐性があります。

下図をご覧ください。
先ほどのアリスとボブの名前をアドレスに変換しただけになります。

このように表示されていれば、0.1BTCと0.9BTCを誰に送金しているかはもちろん、自身のおつりアドレスに送っていることすらも第三者には分かりません。この特性上UTXOはプライバシー保護に長けているということが理解頂けたかと思います。

 

アカウントベースとは

ビットコインにおけるトランザクション(残高)の管理はUTXOを用いていることをお伝えしてきました。全てのトークンやチェーンがUTXO方式を採用しているのかというとそうではありません。例えばイーサリアム(ETH)やNEMではアカウント方式という方法を採用しています。

アカウント方式というのはデータ量の減少と簡易性を重要視することで汎用性を高めており、UTXOのような複雑な残高管理方法とは異なり、単純に残高としての記録から送金をすると送金額分が自身の残高から減算されます。 

アカウントベースはイーサリアムのような拡張性を前提においたトークンには最適です。もしイーサリアムにUTXOが採用されていると、スマートコントラクトのような複雑な処理がより複雑になることはもちろん、コントラクトが稼働するたびに新たなUTXOが作られ1ブロックあたりのトランザクション数が肥大してしまいます。

ビットコインの場合、1ブロックあたりのトランザクション数は、ビットコインにおけるトランザクションの仕組みでお伝えしたように1500から2000前後のトランザクションを処理できるとお伝えしました。なぜこのような差があるのかというと1ブロック内に含まれる1トランザクションあたりの容量に左右されるからです。

この1トランザクションあたりの容量はインプットとアウトプットの量で決まります。

つまりコントラクトが稼働するたびにアウトプットが生成され、1ブロックで処理できる限界容量に達してしまうことでトランザクションが減少するということです。そうすると、トランザクション詰まりが発生し肝心な時にアプリケーションが動かない、処理ができないというスケーラビリティ問題に直面します。

なのでイーサリアムでは、UTXO方式ではなくアカウントベース方式を採用しています。

 

Reference

 

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などなど…
今後も学習項目は増えていきます。

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