在目前區塊鍊世界中，主要有兩種記錄儲存方式，UTXO 模式（Unspent Transaction Output) 和 Account 模式。Bitcoin 采用的是 UTXO 模型，Ethereum 采用的 Account 模型，同樣 CITA 也采用了 Account 模型。
Bitcoin 的設計初衷是點對點的電子現金系統，在比特币中，每個交易消耗之前交易生成的 UTXO 然後生成新的 UTXO，賬戶的餘額即所有屬于該位址的未花費 UTXO 集合，Bitcoin 的全局狀态即目前所有未花費的 UTXO 集合。Ethereum 意圖建立一個更為通用的協定，該協定支援圖靈完備的程式設計語言，在此協定上使用者可以編寫智能合約，建立各種去中心化的應用。由于 UTXO 模型在狀态儲存以及可程式設計性方面的缺陷，Ethereum 引入了 Account 模型。下面我們對兩種模型的優缺點做進一步展開。
UTXO 模型？
UTXO 模型中，交易隻是代表了 UTXO 集合的變更。而賬戶和餘額的概念是在 UTXO 集合上更高的抽象，賬号和餘額的概念隻存在于錢包中。
優點：
計算是在鍊外的，交易本身既是結果也是證明。節點隻做驗證即可，不需要對交易進行額外的計算，也沒有額外的狀态存儲。交易本身的輸出 UTXO 的計算是在錢包完成的，這樣交易的計算負擔完全由錢包來承擔，一定程度上減少了鍊的負擔。
除 Coinbase 交易外，交易的 Input 始終是連結在某個 UTXO 後面。交易無法被重放，并且交易的先後順序和依賴關系容易被驗證，交易是否被消費也容易被舉證。
UTXO 模型是無狀态的，更容易并發處理。
對于 P2SH 類型的交易，具有更好的隐私性。交易中的 Input 是互不相關聯的，可以使用 CoinJoin 這樣的技術，來增加一定的隐私性。
缺點：
無法實作一些比較複雜的邏輯，可程式設計性差。對于複雜邏輯，或者需要狀态儲存的合約，實作難度大，且狀态空間使用率比較低。
當 Input 較多時，見證腳本也會增多。而簽名本身是比較消耗 CPU 和存儲空間的。
ACCOUNT 模型
對于 Account 模型，Account 模型儲存了世界狀态，鍊的狀态一般在區塊中以 StateRoot 和 ReceiptRoot 等形式進行共識。交易隻是事件本身，不包含結果，交易的共識和狀态的共識本質上可以隔離的。
優點：
合約以代碼形式儲存在 Account 中，并且 Account 擁有自身狀态。這種模型具有更好的可程式設計性，容易開發人員了解，場景更廣泛。
批量交易的成本較低。設想礦池向礦工支付手續費，UTXO 中因為每個 Input 和 Out 都需要單獨 Witness script 或者 Locking script，交易本身會非常大，簽名驗證和交易存儲都需要消耗鍊上寶貴的資源。而 Account 模型可以通過合約的方式極大的降低成本。
缺點：
Account 模型交易之間沒有依賴性，需要解決重放問題。
對于實作閃電網絡/雷電網絡，Plasma 等，使用者舉證需要更複雜的 Proof 證明機制，子鍊向主鍊進行狀态遷移需要更複雜的協定。
UTXO VS ACCOUNT
對于以上幾個優點和缺點，我們再做一些分析和對比。
第一，關于計算的問題。
UTXO 交易本身對于區塊鍊并沒有複雜的計算，這樣簡單的講其實并不完全準确，原因分有兩個，一是 Bitcoin 本身的交易多為 P2SH，且 Witness script 是非圖靈完備的，不存在循環語句。而對于 Account 模型，例如 Ethereum，由于計算多在鍊上，且為圖靈完備，一般計算較為複雜，同時合約安全性就容易成為一個比較大的問題。當然是否圖靈完備對于是否是賬戶模型并沒有直接關聯。但是賬戶模型引入之後，合約可以作為一個不受任何人控制的獨立實體存在，這一點意義重大。
第二，關于 UTXO 更易并發的問題。
在 UTXO 模型中，世界狀态即為 UTXO 的集合，節點為了更快的驗證交易，需要在記憶體中存儲所有的 UTXO 的索引，是以 UTXO 是非常昂貴的。對于長期不消費的 UTXO，會一直占用節點的記憶體。是以對于此種模型，理論上應該鼓勵使用者減少生産 UTXO，多消耗 UTXO。但是如果要使用 UTXO 進行并行交易則需要更多的 UTXO 作為輸入，同時要産生更多的 UTXO 來保證并發性，這本質上是對網絡進行了粉塵攻擊。并且由于交易是在錢包内構造，是以需要錢包更複雜的設計。反觀 Account 模型，每個賬戶可以看成是單獨的互不影響的狀态機，賬戶之間通過消息進行通信。是以理論上使用者發起多筆交易時，當這些交易之間不會互相調用同一 Account 時，交易是完全可以并發執行的。
第三，關于 Account 模型的交易重放問題。
Ethereum 使用了在 Account 中增加 nonce 的方式，每筆交易對應一個 nonce，nonce 每次遞增。這種方式雖然意在解決重放的問題，但是同時引入了順序性問題，同時使得交易無法并行。例如在 Ethereum中，使用者發送多筆交易，如果第一筆交易打包失敗，将引起後續多筆交易都打包不成功。在 CITA 中我們使用了随機 nonce 的方案，這樣使用者的交易之間沒有順序性依賴，不會引起串聯性失敗，同時使得交易有并行處理的可能。
第四，存儲問題。
因為 UTXO 模型中，隻能在交易中儲存狀态。而 Account 模型的狀态是在節點儲存，在 Ethereum 中使用 MPT 的方式存儲，Block 中隻需要共識 StateRoot 等即可。這樣對于鍊上資料，Account 模型實際更小，網絡傳輸的量更小，同時狀态在節點本地使用 MPT 方式儲存，在空間使用上也更有效率。例如 A 向 B 轉賬，如果在 UTXO 中假設存在 2 個 Input 和2個 Output，則需要 2 個 Witness script 和 2 個 Locking script；在 Account 模型中則隻需要一個簽名，交易内容隻包含金額即可。在最新的隔離見證實作後，Bitcoin 的交易資料量也大大減少，但是實際上對于驗證節點和全節點仍然需要針對 Witness script 進行傳輸和驗證。
第五，對于輕節點擷取某一位址狀态，UTXO 更複雜。
例如錢包中，需要向全節點請求所有關于某個位址的所有 UTXO，全節點可以發送部分 UTXO，錢包要驗證該筆 UTXO 是否已經被消費，有一定的難度，而且錢包很難去證明 UTXO 是全集而不是部分集合。而對于 Account 模型則簡單很多，根據位址找到 State 中對應狀态，目前狀态的 State Proof 則可以證明合約資料的真僞。當然對于 UTXO 也可以在每個區塊中對 UTXO 的 root 進行驗證，這一點與目前 Bitcoin 的實作有關，并非 UTXO 的特點。
結論
綜上來看，Account 模型在可程式設計性，靈活性等方面更有優勢；在簡單業務和跨鍊上，UTXO 有其非常獨到和開創性的優點。對于選擇何種模型，要從具體的業務場景進行出發。
參考文獻
[1]：Thoughts on UTXOs by Vitalik Buterin （編者注：中譯本見文末超連結《關于 UTXO 的思考》）
[2]：What are the pros and cons of Ethereum balances vs. UTXOs?
[3]：Mastering Bitcoin 2nd Edition – Programming the Open Blockchain
[4]：Accounts and not UTXOs
[5]：交易中的 nonce 的作用是什麼？
[6]：Why is EVM-on-Plasma hard?
作者: 張亞甯
稿源：以太坊愛好者，原文連結（https://ethfans.org/posts/compare-with-utxo-and-account-mode）