Was ist ein Bitcoin Unspent Transaction Output (UTXO)?

Unspent Transaction Output (UTXO) ist die Technik, mit der das Bitcoin-Protokoll Guthaben nachverfolgt, die zwischen Krypto-Wallets übertragen werden.

Wenn es um die Nachverfolgung und Verwaltung einzelner Krypto-Guthaben geht, verwenden Blockchain-basierte Protokolle in der Regel eines von zwei verschiedenen Buchungsmodellen.

Eines davon ist das Konto-/Guthaben-Modell. Projekte wie Ethereum, Tezos und EOS verwenden dieses Modell, um Guthaben nachzuverfolgen, wenn Blockchain-Nutzer Transaktionen ausführen. Das andere ist das Unspent Transaction Output (UTXO)-Modell. 

Bitcoin und viele andere Kryptowährungen wie Litecoin, Cardano und Dogecoin verwenden das UTXO-Modell. 

Aber was genau ist es, wie funktioniert es und welche Vorteile hat das UTXO-Modell im Vergleich zum Konto-/Guthaben-Modell?

Adam Back und der verstorbene Hal Finney waren zwei Mitglieder der Cypherpunk-Kryptografie-Gruppe, der auch Satoshi Nakamoto, der Autor des Bitcoin-Whitepapers, angehörte. Den beiden wird zugeschrieben, das UTXO-Modell unabhängig voneinander zwischen 1997 bzw. 2004 entwickelt zu haben. 

Als der Schöpfer von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, das Protokoll im Jahr 2009 einführte, wurde es zum ersten funktionierenden digitalen Währungssystem, das das UTXO-Modell implementierte.

Sowohl Hal Finney als auch Adam Back stehen seit langem im Verdacht, Satoshi Nakamoto zu sein, obwohl dies nie mit Sicherheit bewiesen wurde.

Wenn Sie Bitcoin an jemanden senden, laufen programmgesteuert mehrere Schritte ab. Einer der ersten Schritte im Transaktionsprozess besteht darin, dass Ihr Kryptowährungs-Wallet die Blockchain nach dem Betrag Ihres Guthabens durchsucht. Dieses Guthaben wird als nicht ausgegebener Transaktions-Output (UTXO) bezeichnet.

Sie können sich UTXOs als Wechselgeld vorstellen, das von früheren Bitcoin-Transaktionen übrig geblieben ist.

Das Guthaben gilt als „nicht ausgegeben“, da es Ihnen frei zur Verfügung steht, um es an jemanden zu senden oder in ein anderes Wallet zu verschieben. Sie werden als „Transaktions-Outputs“ bezeichnet, weil sie aus früheren Transaktionen erstellt wurden.

Wenn Sie für ein Mittagessen 12 $ mit einem 20-Dollar-Schein bezahlen, haben Sie 8 $ übrig. In diesem Beispiel wären die restlichen 8 $ ein nicht ausgegebener Transaktions-Output. Dieser Betrag würde zurück in Ihr Portemonnaie wandern und wäre bereit, für einen anderen Kauf verwendet zu werden.

Genau so funktionieren Bitcoin-UTXOs. Wenn Sie eine Transaktion durchführen, werden Outputs aus früheren Bitcoin-Transaktionen, d. h. Ihr Bitcoin-Wechselgeld, als Inputs für neue Transaktionen verwendet.

Ein weiterer wichtiger Vergleich zwischen Bargeldtransaktionen und UTXOs ist, dass beide vollständig ausgegeben werden müssen und nicht unterteilt werden können. Wenn Sie einen UTXO im Wert von 5 Bitcoin haben und jemandem 1 BTC senden möchten, müssten Sie den gesamten UTXO im Wert von 5 Bitcoin senden und erhalten im Gegenzug einen neuen UTXO im Wert von 4 BTC abzüglich etwaiger Gebühren. 

Genau wie im obigen Beispiel, bei dem Sie einen ganzen 20-Dollar-Schein aushändigen, um ein Mittagessen für 10 $ zu bezahlen.

Wenn ein UTXO ausgegeben wird, gilt er als „verbraucht“ und wird technisch aus dem Verkehr gezogen. 

Das restliche Wechselgeld wird als völlig neuer UTXO generiert. Mit diesem Teil des UTXO-Systems löst Bitcoin das Problem der doppelten Ausgaben (Double-Spending-Problem). 

So wie Sie einem Ladenbesitzer nicht physisch einen 5-Dollar-Schein geben und denselben 5-Dollar-Schein dann jemand anderem geben können, kann ein Bitcoin-Nutzer nicht erfolgreich denselben nicht ausgegebenen Transaktions-Output in zwei separaten digitalen Transaktionen verwenden.

Wenn eine Person versucht, denselben UTXO zweimal auszugeben, landen die beiden Transaktionen in einem Mempool — einer Art Warteraum für ausstehende Transaktionen. Dort verbleiben sie, bis erfolgreiche Miner, die den Proof-of-Work-Wettbewerb gewinnen, sie in neue Blöcke bündeln.

Mehr über diesen Prozess erfahren Sie in unserem Kraken Learn Center-Artikel Was ist Bitcoin-Mining?

Selbst wenn beide Transaktionen in zwei separaten Blöcken gebündelt und gleichzeitig verarbeitet werden, würde aufgrund des Timestamps eine der Transaktionen vor der anderen verifiziert werden. Nachdem eine Reihe von Bestätigungen erfolgt ist (d. h. neue Blöcke zur Blockchain hinzugefügt wurden), würden andere Nodes die zweite, ungültige Transaktion kennzeichnen und ablehnen.

Eine Bitcoin-Transaktion hat nur dann keine Inputs, wenn neu geschaffene BTC durch Mining entstehen.

Diese wird als Coinbase-Transaktion bezeichnet und stellt die erste Transaktion in jedem neuen Block dar.

Jeder Satoshi (die Untereinheit von Bitcoin) im Umlauf kann über das transparente Blockchain-Ledger bis zu seiner jeweiligen Coinbase-Transaktion zurückverfolgt werden.

Um das Guthaben eines Nutzers, auch als UTXO-Set bezeichnet, zu ermitteln, scannt die Krypto-Wallet-Software die Blockchain, um alle UTXOs zu finden, die mit der entsprechenden öffentlichen Wallet-Adresse verknüpft sind.

Die Gesamtsumme aller UTXOs gibt genau an, über wie viel Krypto ein Wallet-Inhaber verfügt.

Wenn ein UTXO ausgegeben wird, wird der Betrag der öffentlichen Wallet-Adresse des Empfängers zugewiesen und ein neuer UTXO nach der Ausführung auf der Blockchain aufgezeichnet.

Bitcoin-UTXOs werden in verschiedenen Transaktionen erfasst, die in Blöcken auf der Bitcoin-Blockchain gespeichert sind. Allerdings sind diese Informationen nicht eindeutig indiziert, sodass es schwierig sein kann, Metadaten schnell zu suchen und zusammenzustellen. 

Bei der Verwendung von Wallet-Software wie dem Bitcoin Core Client werden UTXO-Metadaten mithilfe einer LevelDB-Datenbank gespeichert und indiziert. LevelDB ist ein Open-Source-Speichersystem, das 2011 von Google entwickelt wurde und das Auffinden von UTXOs erheblich beschleunigt.

Der Bitcoin Core Client ist eine beliebte Software, die verwendet wird, um eine Verbindung zum Bitcoin-Blockchain-Netzwerk herzustellen. Ursprünglich von Satoshi Nakamoto entwickelt, wird Bitcoin Core heute von einer Community freiwilliger Entwickler gepflegt.

Technisch gesehen besteht eine Transaktion aus vier Hauptteilen:

• Version: Diese informiert die Netzwerkknoten darüber, welche Version der Client-Software verwendet wird. Unterschiedliche Versionen befolgen unterschiedliche Regeln zur Verifizierung der Transaktionsdaten.
• Locktime: Dies ist der Zeitpunkt, der festlegt, wann eine Transaktion zur Blockchain hinzugefügt werden kann. Dieser Input gibt den frühestmöglichen Zeitpunkt an, zu dem die Transaktion von Mining-Knoten verarbeitet werden kann.
• Input: Informationen, die auf die Herkunft der Mittel oder die vorherige Transaktion verweisen, in der der UTXO erzeugt wurde. Der Input enthält auch das sogenannte „Unlocking Script“.
• Output: Informationen über den übertragenen Wert, die Wallet, an die das Eigentum der Mittel neu zugewiesen wird, und neu gebildete UTXOs. Der Output enthält auch ein „Locking Script“.

Die Hauptunterschiede zwischen der Analogie mit physischen Geldscheinen und dem UTXO-Modell bestehen darin, dass Bitcoin und andere UTXO-basierte Krypto-Assets nicht an feste Beträge gebunden sind, d. h. 5 €, 10 €, 15 € usw. Jeder Bitcoin-Betrag (bis zu acht Dezimalstellen) kann ein Unspent Transaction Output sein. 

Sie könnten zum Beispiel 0,0003847 BTC von einer Transaktion übrig haben.

Dieser Betrag würde zu einem neuen UTXO werden, der bei Verwendung vollständig ausgegeben werden muss und nicht in kleinere Beträge aufgeteilt werden kann.

Nehmen wir an, John hat ein Guthaben von 1 Bitcoin in seiner Krypto-Wallet. Sein Guthaben und die Zusammensetzung dieses Guthabens sind zwei verschiedene Dinge, ähnlich wie wenn Sie 100 € in Ihrer Wallet haben, die sich aber aus vier 20-€-Scheinen, zwei 5-€-Scheinen und einem 10-€-Schein zusammensetzen könnten.

Nehmen wir an, die Zusammensetzung von Johns 1-BTC-Guthaben besteht aus 5 verschiedenen Unspent Transaction Outputs.

• 0,138 BTC
• 0,1 BTC
• 0,004 BTC
• 0,73 BTC
• 0,028 BTC

John möchte 0,6 BTC an Jane senden. Dazu wird Johns Wallet-Software automatisch eine beliebige Anzahl von UTXOs, die er kontrolliert, zusammenfassen, um diese Transaktion zuzüglich der für die Verarbeitung anfallenden Miner-Gebühren zu decken.

Nehmen wir in diesem Beispiel an, seine Wallet-Software sendet automatisch Johns Bitcoin-UTXO im Wert von 0,73 BTC an Jane und gibt den Restbetrag abzüglich der Transaktionsgebühren als neuen UTXO an John zurück.

Dieser Betrag wird automatisch an eine Wechselgeld-Adresse gesendet; eine separate Adresse, die mit Ihrer Krypto-Wallet verknüpft ist.

Wenn UTXOs erstellt werden, werden sie mit der öffentlichen Wallet-Adresse des Empfängers gesperrt. Um diesen UTXO als Input für eine neue Transaktion zu verwenden, muss er zunächst mit der digitalen Signatur des Absenders entsperrt werden.

Dies ist ein weiterer wichtiger Punkt, den man bei Bitcoin-Transaktionen verstehen sollte. Wenn eine Transaktion durchgeführt wird, werden Bitcoin nicht digital von einem Konto auf ein anderes verschoben. Stattdessen werden sie entsperrt, einem neuen Eigentümer zugewiesen und dann wieder gesperrt.

Das bedeutet, dass nur der neue Eigentümer die Mittel mit seiner digitalen Signatur entsperren und sie an einen anderen Ort transferieren kann; an eine andere Person oder an eine andere Wallet, die er kontrolliert.

Script ist eine Programmiersprache, die von Bitcoin zur Verarbeitung von Transaktionen verwendet wird, einschließlich des Sperrens und Entsperrens von UTXOs. 

• Sperr-Script (ScriptPubKey): Wenn ein UTXO gesperrt wird, legt das Sperr-Script (bekannt als ScriptPubKey) Bedingungen fest, die erfüllt werden müssen, bevor der UTXO als Input verwendet werden kann. Dies beinhaltet in der Regel den Nachweis, dass Sie den Private Key besitzen, der zu der öffentlichen Wallet-Adresse gehört, die zum Sperren des UTXO verwendet wurde, indem Sie eine digitale Signatur bereitstellen.
• Entsperr-Script (ScriptSig): Um einen UTXO zu entsperren, müssen Sie die vom Sperr-Script festgelegten Bedingungen erfüllen, d. h. eine digitale Signatur vorlegen, die beweist, dass Sie die Private Keys kontrollieren, die dem Public Key entsprechen, der zum Sperren des UTXO verwendet wurde.

Dies verhindert, dass jemand anderes auf diese Mittel zugreifen und sie ausgeben kann.

Als Bitcoin-Dust werden UTXOs bezeichnet, die winzige, von früheren Transaktionen übrig gebliebene Satoshi-Beträge enthalten.

Für sich genommen würde die Verarbeitung dieser winzigen BTC-Beträge mehr an Transaktionsgebühren kosten, als sie wert sind. Daher verbleiben sie oft in Wechselgeld-Adressen und warten darauf, mit anderen UTXOs gebündelt und ausgegeben zu werden.

Bei Dusting-Angriffen versenden Betrüger Dust an Hunderttausende von verschiedenen Wallet-Adressen. Die Idee dahinter ist, potenzielle Ziele für Social-Engineering-Angriffe zu ermitteln.

Ein Betrüger beobachtet die Adressen, die den von ihm gesendeten Dust enthalten, und wartet darauf, dass der Inhaber eine Transaktion durchführt, bei der UTXOs von verschiedenen, mit seiner Wallet verknüpften Adressen gebündelt werden. Da Dust-UTXOs so klein sind, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie mit anderen gebündelt und als Inputs verwendet werden.

Sobald dies geschieht, kann sich der Betrüger ein Bild davon machen, über welche Guthaben eine Person verfügt. Anschließend können sie Phishing-Nachrichten in Transaktionen einbetten, die den Inhaber dazu auffordern, auf einen Link zu klicken, der Malware herunterlädt, oder gefälschte Websites zu besuchen, die legitime Landingpages imitieren und nach persönlichen Informationen fragen.

Dusting-Angriffe geben Betrügern keinen Zugriff auf Ihr Guthaben.

Sie dienen lediglich dazu, einzugrenzen, welche Adressen von einer bestimmten Krypto-Wallet kontrolliert werden.

Um Ihr Risiko von Dusting-Angriffen zu minimieren, sollten Sie am besten niemals auf Links klicken oder Websites besuchen, die mit Dust-Transaktionen verbunden sind.

Nachdem Sie nun alles über das UTXO-Modell erfahren haben, sind Sie bereit, Ihre Krypto-Reise fortzusetzen und Bitcoin zu kaufen?

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