Unspent Transaction Output

未花費交易輸出（UTXO）是比特幣及其衍生區塊鏈系統用來追蹤與管理加密貨幣所有權的核心會計架構。在這套模型下，區塊鏈並非記錄帳戶餘額，而是追蹤每一筆交易的輸出狀態，僅有尚未被使用的交易輸出能作為新交易的輸入。這種設計透過密碼學簽名保障資金真實性與不可竄改性，使每筆交易都能於全網節點間獨立驗證，無需仰賴中心化帳本。UTXO模型為去中心化金融系統打造了透明、可稽核且防止雙重支付的底層架構，是理解比特幣交易機制及其與傳統帳戶模型差異的關鍵。

起源背景

未花費交易輸出模型由比特幣創辦人中本聰於2008年白皮書首次提出，並於2009年比特幣網路正式上線時落地實現。這項設計源自對傳統銀行帳戶模型的根本反思：中本聰期望創造一種無需信任第三方的電子現金系統，而帳戶餘額模型仰賴中心化機構維護狀態，與去中心化理念背道而馳。UTXO模型借鑑現金交易的物理特性——每張鈔票具唯一編號且不可分割，交易時需整張使用並找零。比特幣將此邏輯映射至數位世界，創造出無需同步全域狀態的分散式記帳方式。

早期區塊鏈研究者意識到，UTXO模型雖然概念上較抽象，但其數學結構更適合並行驗證與隱私保護。與帳戶模型需持續追蹤所有地址餘額不同，UTXO僅需驗證交易輸入是否存在且未被花費，使節點能獨立處理交易而無需鎖定全域狀態。這一設計哲學深刻影響了後續眾多加密貨幣專案，包括萊特幣、狗狗幣等比特幣分叉鏈，以及Cardano等致力於改進UTXO模型的新一代公鏈。

運作機制

未花費交易輸出模型的核心邏輯是將每筆交易視為輸入與輸出的轉換。當用戶發起交易時，必須引用一或多個先前交易的輸出作為輸入，並透過有效的數位簽名證明對這些輸出的所有權。交易輸入會完全消耗被引用的UTXO，同時產生新的輸出分配給接收方；若輸入金額大於輸出金額，差額則以找零方式回到發送方的新地址。此流程確保資金流動的可追溯性：每個UTXO都能回溯至其於區塊鏈上的創建交易，形成完整的所有權鏈。

驗證機制仰賴兩項關鍵要素：交易輸入必須引用真實存在且未被花費的UTXO，且簽名必須與該UTXO鎖定腳本中的公鑰相符。節點驗證交易時無需查詢全域帳戶餘額，只需檢查UTXO集合中是否有對應項目，這種無狀態驗證特性讓網路能高效處理並發交易。礦工在打包區塊時會更新本地UTXO集合，刪除已花費的輸出並新增新生成的輸出，該集合即是驗證後續交易的索引資料庫。

技術實現層面，比特幣以腳本語言定義UTXO的花費條件，最常見形式為P2PKH（Pay-to-Public-Key-Hash），需提供與雜湊值相符的公鑰及有效簽名。更複雜的腳本支援多重簽名、時間鎖等進階功能，為智能合約奠定基礎。每個UTXO包含金額欄位與鎖定腳本，交易輸入則含解鎖腳本及對前序輸出的引用（交易雜湊加輸出索引），節點會執行兩段腳本組合以驗證所有權轉移的合法性。

風險與挑戰

未花費交易輸出模型首要挑戰在於用戶體驗的複雜性。不同於帳戶模型餘額的直覺顯示，UTXO要求錢包軟體彙總所有未花費輸出才能計算總資產，且交易建構需精準選擇輸入組合以滿足支付需求。這使一般用戶難以理解為何轉帳金額與實際扣除不符（因找零機制），也容易在手動管理密鑰時誤操作導致資金遺失。開發者需實作複雜的幣選擇演算法以優化交易費用，平衡隱私與效率，提升錢包開發技術門檻。

隱私保護方面存在結構性矛盾。雖UTXO模型允許用戶為每筆交易產生新地址以切斷關聯，區塊鏈公開特性仍使交易圖分析能追蹤資金流向。當多個UTXO合併用於單筆支付時，會暴露這些輸出屬於同一實體，削弱匿名性。此外，長期持有的大額UTXO在花費時容易成為鏈上分析的標記點，專業機構可透過時間模式、金額聚類等手段推斷用戶身份。混幣技術與保密交易等方案雖可緩解問題，但會增加交易體積與驗證成本，且在部分司法管轄區面臨合規壓力。

擴展性瓶頸亦不容忽視。隨著區塊鏈歷史增長，全節點需維護的UTXO集合規模持續膨脹，目前比特幣UTXO集已超過數GB，對節點硬體資源要求日益提高。頻繁小額交易會產生大量碎片化UTXO，後續整合這些輸出時需建構體積龐大的交易，導致手續費激增。此特性使UTXO模型在高頻支付場景下效率低於帳戶模型，促使業界探索閃電網路等第二層解決方案，但這些技術本身又帶來流動性管理與通道平衡等新挑戰。

行業意義

未花費交易輸出模型的重要性，在於其為去中心化金融體系奠定可驗證的信任基礎。透過將所有權證明由抽象帳戶轉化為具體可追溯的交易輸出，UTXO實現無需中介的價值轉移，每位參與者都能獨立驗證資金來源合法性。這種設計哲學不僅是技術選擇，更代表金融系統透明度與稽核能力的根本性重塑，使監管機構、稽核方及用戶能在保障隱私前提下驗證交易完整性。在跨境支付、供應鏈金融等多方協作場景中，UTXO的不可竄改特性提供可靠的對帳基礎，降低信任成本。

儘管以太坊等帳戶模型公鏈在智能合約領域占主導地位，UTXO模型的研究與改進從未止步。Cardano提出的擴展UTXO（EUTXO）模型，試圖結合兩種範式優勢，藉由於輸出中嵌入狀態資料支援更複雜合約邏輯，同時保留並行驗證能力。這些創新證明UTXO模型並非過時技術，而是具持續演進潛力的基礎架構。隨著隱私運算、零知識證明等密碼學技術成熟，UTXO有望在保護交易隱私同時實現更高吞吐量，為下一代區塊鏈系統提供差異化技術路線。理解UTXO運作原理，對掌握加密貨幣底層邏輯、評估不同公鏈技術取捨具有不可替代的價值。