Was ist eine nicht verbrauchte Transaktionsausgabe (UTXO)?

Von Alex Lielacher
30. November 2022, 09:00 GMT+0100
30. November 2022, 09:10 GMT+0100
In Brief
  • Eine nicht verbrauchte Transaktionsausgabe (UTXO) ist in etwa mit physischem Wechselgeld vergleichbar.
  • Auf vielen Blockchains wird das UTXO-Modell genutzt, um den Besitz von Kapital nachverfolgen zu können.
  • UTXOs machen die doppelte Ausgabe von Geldern nahezu unmöglich.

Wahrscheinlich bist du in Blockchain-Ökosystemen schon einmal auf das Akronym UTXO gestoßen. Es steht für Unspent Transaction Output und heißt auf Deutsch etwa so viel wie “nicht verbrauchte Transaktionsausgabe”. Aber was genau bedeutet dieser Begriff und warum ist er so wichtig?

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In diesem Artikel erklären wir anhand einiger Beispiele, was das Konzept eines UTXOs ist und wie er funktioniert.

Was ist eine nicht verbrauchte Transaktionsausgabe (UTXO)?

What Is Unspent Transaction Output (UTXO)?
UTXO – Ein Bild von BeInCrypto.com

Ein UTXO bezieht sich auf die nicht weiter verwendeten Ausgaben einer Transaktion. 

Diese Ausgaben bleiben unverbraucht, bis sie wieder als Eingaben für eine neue Transaktion verwendet werden. Nicht verbrauchte Transaktionsausgaben sind ein entscheidender Teil des Kryptowährungsökosystems und ermöglichen es, den Besitz von Kapital über verschiedene Wallets hinweg auf der Blockchain zu verfolgen.

Man könnte UTXOs als digitales Äquivalent zu Wechselgeld oder Guthaben bei Geschäften in Fiat-Währung bezeichnen. 

Nehmen wir an, du hast ein Guthaben von einem BTC und möchtest etwas für 0,1 BTC kaufen. In diesem Fall würdest du 0,1 BTC an den Verkäufer schicken und die restlichen 0,9 BTC als dein UTXO behalten. Selbstverständlich kannst du deine nicht verbrauchten Transaktionsausgaben anschließend für weitere Käufe oder Überweisungen in der Zukunft verwenden.

Die Blockchain speichert alle UTXOs und jeder kann sie einsehen, da sie jeweils über eine eindeutige Kennung, den sogenannten Outpoint, verfügen. Der Outpoint besteht aus dem Hash der vorherigen Transaktion und dem Index der Ausgabe innerhalb dieser Transaktion.

Möchte ein Benutzer eine neue Transaktion erstellen, so wählt er eine oder mehrere UTXOs aus, die er als Eingaben verwenden möchte. Du könntest in deiner Wallet beispielsweise zwei Ausgaben im Wert von 2 BTC und 4 BTC aus einer früheren Transaktion haben. Um eine Rechnung von 4,5 BTC zu zahlen, sendest du also diese beiden UTXOs. Doch erst, nachdem du dein Wechselgeld erhalten hast, ist die Transaktion abgeschlossen: Nun verfügst du über einen neuen UTXO im Wert von 1,5 BTC.

Der Gesamtwert der UTXOs muss mindestens so hoch sein wie der zu sendende Betrag, zuzüglich aller Transaktionsgebühren. Sobald eine Transaktion einen UTXO verbraucht hat, kann dieser nicht wieder verwendet werden.

Um doppelte Ausgaben zu verhindern, verfügt jeder UTXO über eine eigene Adresse. Erhältst du eine Transaktion, siehst du normalerweise zwei Adressen: die vom Empfänger und die Wechselgeldadresse. An letztere wird dein übrig gebliebener UTXO gesendet.

Wie funktioniert die Erstellung eines UTXOs?

Auf Blockchains, die dieses Modell verwenden, wird mit jeder Transaktion ein neuer UTXO erstellt. Dieser besteht aus der Ausgabe einer früheren Transaktion und wird dann als Input für eine neue verwendet.

Für die Erstellung eines UTXOs muss zunächst eine Eingabe vorhanden sein. Diese Eingabe ist lediglich ein Verweis auf einen vorhandenen UTXO, der somit wieder für neue Transaktionen zur Verfügung steht. Sollte dieser dann ausgegeben werden, so wird an seiner Stelle ein neuer erstellt. Ausgaben sind in etwa mit dem Empfänger einer Transaktion gleichzusetzen und geben an, wie viele Coins der Empfänger erhält. Der Empfänger wiederum kann sie nur dann erneut ausgegeben, wenn er sie in zukünftigen Eingaben als Referenz angibt.

Wie funktioniert ein UTXO?

UTXO – Ein Bild von BeInCrypto.com

Das Modell der unverbrauchten Transaktionsausgaben findet auf verschiedenen Blockchains Verwendung, um zu verfolgen, wer welche Coins besitzt. Bei einer Bitcointransaktion sendet ein Nutzer einen oder mehrere Bitcoin UTXOs an den öffentlichen Schlüssel des Empfängers. Dieser kann die UTXOs anschließend als Input für zukünftige Transaktionen verwenden.

UTXOs werden auf Blockchains gespeichert und können als Analogie zu physischem Geld betrachtet werden. Wenn du eine physische Münze besitzt, kannst du sie ausgeben, indem du sie einer anderen Person gibst. Jetzt gehört sie dir nicht mehr und du kannst somit auch kein weiteres Mal von ihr Gebrauch machen. Sobald du einen UTXO in einer Transaktion verwendest, verschwindet dieser aus deiner Wallet. Stattdessen ist er jetzt als Teil der Transaktionshistorie auf der Blockchain gespeichert. Falls es einen Restbetrag aus der Transaktion gibt, erhältst du diesen als neuen UTXO.

Beispiel für die Funktion

Im Folgenden findest du einige Beispiele, um die Funktionsweise eines UTXOs besser zu verstehen. Nehmen wir an, Alicia möchte Bob 3 BTC schicken. Sie öffnet ihre Bitcoin-Wallet und hat verschiedene UTXOs zur Verfügung.

Es handelt sich dabei um 2 BTC aus einer früheren Transaktion, die Alicia erhalten hat. Ferner erhielt sie bei einer anderen Transaktion weitere 1,5 BTC.

Um Bob 3 BTC zu schicken, muss Alicia also beide UTXOs als Input verwenden.

Nach Abschluss dieser Transaktion gibt es zwei Ausgaben: Bob besitzt nun einen neuen UTXO im Wert von 3 BTC, den er für zukünftige Transaktionen verwenden kann. Die Differenz zwischen dem gesamten Eingangswert (3,5 BTC) und dem von Alicia gesendeten Betrag (3 BTC) beträgt 0,5 BTC. Dieser Betrag wird dann ebenfalls als neuer UTXO an Alicia zurückgeschickt und sie kann ihn für zukünftige Transaktionen verwenden.

UTXO-Blockchains haben auch die Möglichkeit der Konsolidierung, um die Komplexität der Verwendung mehrerer nicht verbrauchter Transaktionsausgaben in einer Transaktion zu vermeiden. Das funktioniert folgendermaßen.

Was ist eine UTXO-Konsolidierung?

Bei der Konsolidierung nicht verbrauchter Transaktionsausgaben werden mehrere UTXOs zu einer einzigen Ausgabe zusammengefasst, um Gebühren zu senken oder den Datenschutz zu erhöhen.

Wie oben dargestellt, beziehst du bei einer Transaktion alle benötigten UTXOs als Eingaben ein. Mehr UTXOs bedeuten also auch mehr Eingaben und steigern dementsprechend auch deine Transaktionsgebühren. Durch die Konsolidierung deiner UTXOs kannst du die Anzahl der Eingaben reduzieren und dadurch Gebühren sparen.

Die Konsolidierung nicht verbrauchter Transaktionsausgaben ermöglicht darüber hinaus auch die Erstellung von Smart Contracts. Durch die Konsolidierung mehrerer UTXOs ist es möglich, einen einzigen Output zu erstellen, der nur ausgegeben werden kann, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Dies ermöglicht zum Beispiel die Erstellung von Treuhandverträgen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, UTXOs zu konsolidieren: die manuelle Konsolidierung und die automatische

Bei der manuellen Konsolidierung wird eine neue Transaktion mit den gewünschten UTXOs als Input erstellt und der gesamte Betrag in einem einzigen Output an dich selbst gesendet. 

Bei der automatischen Konsolidierung erstellt deine Wallet in regelmäßigen Abständen neue Transaktionen, die mehrere UTXOs zu einer einzigen Ausgabe kombinieren. Wie der Name bereits verrät, benötigt dieser Vorgang kein Zutun deinerseits.

UTXO-Konsolidierung ist eine großartige Möglichkeit, Transaktionsgebühren zu sparen, besonders wenn du ein aktiver Bitcoin-Nutzer bist. Erkundige dich bei deinem Anbieter, falls du dir nicht sicher bist, ob deine Wallet diese Funktion unterstützt. Alternativ kannst du im Einstellungsmenü der Wallet nach einer Option zur Konsolidierung nicht verbrauchter Transaktionsausgaben suchen.

Warum sind UTXOs wichtig?

UTXO – Ein Bild von BeInCrypto.com

Weitere Gründe, warum nicht verbrauchte Transaktionsausgaben wichtig sind:

  • Sprachunabhängige Smart Contracts: UTXO-basierte Smart Contracts bieten eine sprachunabhängige Lösung, um Konsensmechanismen zu entwickeln.
  • Verhinderung von Doppelausgaben: Ein UTXO kann nur einmal ausgegeben werden. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die Blockchain-Technologie. Dadurch können dieselben Kryptowährungen nicht mehrfach ausgegeben werden.
  • Unterstützung von Atomic Swaps und dezentralen Börsen (DEX): UTXO-Implementierungen von Atomic Swaps sind eine großartige Möglichkeit, um Peer-to-Peer-Handel zu ermöglichen, ohne eine dritte Partei einzubeziehen. Die Atomic-Swap-Funktion in UTXOs eignet sich besser für den direkten Austausch von Kryptowährungen zwischen Wallets.
  • Vorteile der Skalierbarkeit: Die Transaktionsmechanismen von UTXOs stellen die Verarbeitung einer jeden Transaktion als separates Ereignis sicher und reduzieren dadurch die Rechenlast in Kryptowährungsnetzwerken erheblich.
  • Datenschutz und Sicherheit: Die Erstellung neuer Adressen für jede UTXO-Transaktion erschwert die Rückverfolgung derselben erheblich. Dies fördert den Datenschutz und die Sicherheit in einem Blockchain-Netzwerk.
  • Flexibilität: Nicht verbrauchte Transaktionsausgaben sind flexibler als durchschnittliche Fiat-Währungen, da sie nicht in einem zuvor festgelegten Wert vorliegen. Stattdessen sind sie in beliebige Beträge zerlegbar, wodurch sie für jede Transaktion geeignet sind.

Vorteile des Modells

Das Modell zur Konsolidierung des Outputs von UTXOs hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Modellen.

Erstens ist es viel besser skalierbar. Dadurch begrenzt nur die Netzwerkgeschwindigkeit die Anzahl der pro Sekunde verarbeiteten Transaktionen.

Der nächste wichtige Vorteil ist der Datenschutz. Bei diesem Modell werden für jede Transaktion neue Adressen generiert, sodass es fast unmöglich ist, den Ursprung dieser Transaktionen zurückzuverfolgen. 

Ferner erleichtern UTXOs die Authentifizierung, da jede Transaktion zu einer Eingabe zurückverfolgbar ist. Dies ist nützlich, um mögliche doppelte Ausgaben zu identifizieren.

Das Modell ermöglicht auch Off-Chain Transaktionen, welche dennoch sicher und überprüfbar in einem Blockchain-Netzwerk sind. Dadurch können beispielsweise Skalierbarkeit und Datenschutz erhöht werden. 

Und zu guter Letzt ermöglicht das Modell bestimmte Arten von Smart Contracts (sprachunabhängige Smart Contracts), die mit anderen Modellen nicht funktionieren.

Nachteile des Modells

Das Modell weist auch einige Nachteile auf.

Erstens kann es zu höheren Transaktionsgebühren kommen, da jedes UTXO einer einzelnen Signierung bedarf.

Zweitens kann UTXO zu sogenannten Staubansammlungen führen. Bei diesem Staub handelt es sich um kleine Mengen von Coins, die nicht ausgegeben werden können, weil sie unter dem Mindesttransaktionsbetrag liegen. Im Laufe der Zeit kann sich der Staub jedoch summieren und wieder ausgabefähig werden.

Schließlich sind UTXOs nicht gerade platzsparend. Sie stellen eine separate Ausgabe einer jeden Transaktion dar, welche jeweils separat zu speichern ist. Dies kann schnell zu einem erheblichen Datenspeicherbedarf führen, insbesondere bei Anwendungen, die mit vielen Transaktionen arbeiten.

Modell für nicht verbrauchte Transaktionsausgaben vs. Kontomodell

UTXO – Ein Bild von BeInCrypto.com

Das Modell der nicht verbrauchten Transaktionsausgaben unterscheidet sich von dem kontobasierten Modell, das Banken und einige Blockchains verwenden. Beim kontobasierten Modell werden all deine Transaktionen per Kontostand als eine Summe verfolgt. Das UTXO-Modell hingegen erfasst jede Transaktion separat. Du verfolgst deine Gelder also anhand jeder einzelnen Rechnung anstelle einer gesamten Summe.

Anders als im Fiat-Finanzwesen werden Gelder bei nicht verbrauchten Transaktionsausgaben als Objekt und nicht als Einheit behandelt. Die Historie eines jeden Objektes ist separat gespeichert und kann bei Bedarf ausgegeben werden. Dabei erfordert das Eigentum nur beim Versenden der Gelder eine Überprüfung.

Das Kontomodell hingegen erstellt für jeden Benutzer ein eigenes Konto. Es muss die Übersicht über jedes Konto behalten und dessen Saldo ständig aktualisieren und speichern.

Weitere Unterschiede zwischen der Ausgabe nicht verbrauchter Transaktionen und dem Kontomodell sind unter anderem die folgenden:

BuchhaltungsmodellUTXO-Modell
Transaktionen benötigen weniger SpeicherplatzTransaktionen benötigen mehr Speicherplatz
Der Zustand wird auf den Nodes gespeichertDer Zustand wird in den Transaktionen gespeichert
Weniger SicherheitMehr Sicherheit
Transaktionen zu berechnen ist kompliziertVereinfacht die Berechnung von Transaktionen
Effizienter für MassentransaktionenWeniger effizient für Massentransaktionen

UTXO: Ein wesentlicher Bestandteil des Blockchain-Ökosystems

UTXOs sind im Wesentlichen digitales Wechselgeld. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Funktionsweise von Bitcoin und verschiedenen anderen Kryptowährungen. Bei einer Transaktion, signalisiert die nicht verbrauchte Transaktionsausgabe dem Netzwerk, wie viel Geld du versendet und erhalten hast. Was du anschließend in deiner Wallet als Wechselgeld übrig hast, sind wiederum neue UTXOs.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet UTXO?

UTXO steht für Unspent Transaction Output. Im UTXO-Modell wird der Kontostand durch die Betrachtung aller unverbrauchten Ausgaben, die mit einer bestimmten Adresse verbunden sind, berechnet. Dies unterscheidet sich vom traditionellen Bankmodell, bei dem die Kontostände in von zentralen Behörden geführten Büchern erfasst werden.

Wie funktioniert eine UTXO-Transaktion?

Das Modell ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise einiger Blockchains, wie z. B. Bitcoin. In diesem Modell werden alle digitalen Währungen in UTXOs, d. h. in unverbrauchten Transaktionsausgaben, gruppiert. Jeder UTXO repräsentiert einen bestimmten Betrag an digitaler Währung, der in einer zukünftigen Transaktion gesendet werden kann.

Wenn du beispielsweise Bitcoin versenden möchtest, wählt deine Wallet einen oder mehrere UTXOs als Inputs für deine Transaktion aus. Der Gesamtwert der Inputs muss dabei gleich oder größer als der zu sendende Betrag sein. Die Differenz zwischen dem Gesamtwert der Eingaben un dem Transaktionsbetrag kann man als Wechselgeld bezeichnen, welches als neuer UTXO an dich zurückgesendet wird.

Warum verwendet Bitcoin UTXO?

Das UTXO-Modell ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise von Bitcoin. Damit eine Transaktion gültig ist, muss sie über einen UTXO als Eingabe verfügen. Jeder UTXO kann also nur einmal pro Transaktion verwendet werden. Dies mag wie eine Einschränkung erscheinen, trägt jedoch erheblich zur Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks bei. Da jeder UTXO nur einmal verwendet werden kann, ist es nahezu unmöglich, seine Bitcoin doppelt auszugeben.

Wo werden Bitcoin UTXOs gespeichert?

Bitcoin UTXOs werden nicht in einer Datenbank, sondern auf der Bitcoin-Blockchain gespeichert. Dadurch wird sie Teil der Historie einer jeden darauffolgenden Bitcoin-Transaktionen.

Welche Blockchains verwenden UTXO?

Viele beliebte Blockchains verwenden nicht verbrauchte Transaktionsausgaben, darunter Bitcoin, Litecoin, Bitcoin Cash und Monero.

Was ist UTXO in Cardano?

Auch Cardano verwendet dieses Modell, um Kontostände zu verfolgen. Der Saldo eines jeden Kontos ist dabei gleich der Summe aller UTXOs, die mit diesem Konto verbunden sind.

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