以太币和比特币是如何运作的

要了解以太币（ETH）或是比特币（BTC）是如何运作，从一笔交易来切入是很好的著力点，因为几乎所有的概念与原理都是围绕着交易来发生的。

本篇文章将从一笔普通的ETH 交易与一笔BTC 交易来检视架构上的异同，借以了解各自之运作原理。

下方是一笔在 Etherscan（以太坊的区块浏览器，任何在链上发生的交易都可以在Etherscan一览无遗）上随机撷取的交易，我们先来解析一下这笔交易内容包含的资讯。

以太坊上的一笔普通交易

第1点「交易杂凑值」，即这笔交易的id，是唯一识别值，如我们的身分证字号一般。这个值是由这笔交易的所有资讯杂凑而成。

第2点「所在区块」，为这笔交易位在的区块，亦即「区块高度」。后方灰标签中的「13 Block Confirmations」代表在这个区块之后已经接了12个区块（包含本区块共有13个区块已经确认）。因为有可能有分叉的问题，故通常在一笔交易出块后，要等到5个以上的区块确认，才较能确保本交易是在最长的区块链之上，相关资讯不会再被更动。

第3点「时间戳记」，为矿工打包本笔交易上链的时间，时间以UTC（世界协调时间）表示，和***有8个小时的时差。

第4点「来自地址」，表示本笔交易是从哪个地址送出。

第5点「接收地址」，表示本笔交易的金额将被哪个地址接收。

第6点「交易金额」，表示本笔交易中所转移了多少颗以太币，后方会以检视时的时价来换算。

第7点「手续费」，在以太坊中进行交易，必须经由矿工运算打包后上链，故需要支付给矿工手续费。一笔一般的以太坊转帐交易会使用21，000的Gas（燃料），可以理解成点对点网路要花多少资源去做这笔交易的运算。

［注］以太坊交易手续费公式：

Tx Fee（7手续费）＝ Gas Used（7-2燃料用量） * Gas Price（7-3单位燃料价格）

用比喻来说明的话，可以理解成台北开车至台中的油钱：「油钱＝ 使用公升数* 每公升油价」

而Gas Limit 比较像是出发前你要加多少公升的油，如果加的油不足你旅程需要的油，那这趟旅程（这笔交易）就会失败。

发送交易时，部分钱包的Gas Price & Gas Limit 是可以自己设定的，Gas Limit 基本上只要大过交易所需的用量，不要交易失败即可。比较需要注意的是，在以太坊如果因为Gas Limit 设不够等原因交易失败，那么手续费还是会被收取，不会退回。（因为矿工还是花资源下去帮你算了）

因为交易的Gas Used是矿工实际在运算时才会被决定的，故Gas Price成为决定要支付给矿工多少手续费的决定因子。原则上手续费越高会越优先被矿工打包上链，交易的等待时间会越短。由于以太坊上交易量会随时间改变，欲知道当前即时状况以决定手续费要设多少，可以到ETH gas station查看。

第8点「Nonce」，目前比较没有一个比较统一的翻译，我个人觉得可以理解为序次，前方的值“22954”表示这个「来自地址」截至本交易为止，已发送了22954笔交易。

后方的值“210”则表示这笔交易是在这个「所在区块」中的第210笔交易。

第9点「额外注记」，则是可以写上额外的文字作为这笔交易的注记，也会牵涉到以太坊与比特币最大的不同处之一：智慧合约，我们会在后续详述。

介绍完了以太坊的一笔交易，接下来我们要先来谈谈以太坊和比特币的架构，才能来介绍比特币的交易。因为比特币的交易长相比较特别一些，不像以太坊这么直觉。

以太坊的架构类似银行帐户，有资料库在记录每个帐号和帐号的余额，透过交易来更新。如下图所示，地址14c5f8ba在一笔交易中发送了10个eth给地址bb75a980 ，于是在交易过后双方的以太币数量便被更新了。

比特币的UTXO模型

然而，比特币是采用了另外一种，叫作 UTXO（Unspent Transaction Output，Transaction简称Tx）的架构，如下图所示：

我们可以想像比特币是一坨一坨的钱堆，我们的地址比较像是能够操控这些钱堆的钥匙。可以把钱堆凑在一起做交易；也可以把一坨钱堆拆开来交易。

每一笔交易可以有多个input（钱堆），交易后也可以变成一或多个新的钱堆。我们直接透过 Blockstream Bitcoin Explorer（比特币的区块浏览器，任何在链上发生的交易都可以在这一览无遗）上的随机一笔比特币交易来一探究竟：

比特币的一笔普通交易

可以发现，这笔交易动用了三个钱堆，推测可能是这三个钱堆的所有者想要发送四颗比特币给别人，但他想动用的前两个钱堆总额不足四颗，所以便再动用了第三个钱堆，凑足四颗发送给别人。而多出的比特币则会变为「Unspent （未花费）」的钱堆回到所有者身上。

打开Details 查看交易的细节后便可以发现，右下方的#1 钱堆中有标注Unspent 的字样，这笔钱堆在交易后会返回到发送交易的地址中。

此外，我们可以发现input 的三笔钱堆，总额是6.1446498 BTC；而output 的两笔钱堆，总额却只有6.1442275 BTC。中间有0.0004223 BTC 的差额，原因是比特币交易需要付手续费给帮忙验证打包上链的矿工，故这0.0004223 BTC 便是这笔交易手续费的金额。

UTXO的架构，其实是解决了Account model同一个地址（帐户）无法同时进行两笔交易的问题（Account model一定会有先后顺序，即Nonce）。以太币为了避免双重花费（Double Spending：同一笔钱被花了两次），会以Nonce来标注每一笔交易的先后次序，若同时发送多笔交易，一但前面有一笔交易卡住，则后面的交易也都会跟着塞住。

比特币UTXO的架构可以同时进行多笔交易，一个地址可以「同时」将多个钱堆发送给多个不同的地址，在同一个区块，甚至同一笔交易中完成。可以把多个钱堆同时进行交易，算是让交易变得更加有效率。（虽然比特币出一个块依然要10分钟⋯⋯）

至此，我们对于比特币和以太币的架构都有初步的认识了。接着便要来介绍以太币和比特币最核心的差异：智慧合约。我们再来重新检视一下比特币和以太币的交易。

还记得在以太坊交易的第9点中，有个额外注记的部分，我们在前面跳过了。其实这个部分不只可以作为额外注记，要在以太坊上发布智慧合约、操作智慧合约也都是要透过这个栏位来输入程式码，被矿工执行。

其实比特币也可以在交易中做额外注记，会标注在「OP_RETURN」的栏位中，但比特币这个额外备注的栏位并无法被解释为程式码，故在此便只能单纯作为交易的注记。

结论

1. 以太坊采用Account Model 架构；比特币则是采用UTXO 架构。

2. 以太坊同一个地址（帐户） 发送出的交易必有先后顺序之分（Nonce）；比特币则是类似钱堆的架构。

3. 以太坊可以在「Input Data」栏位输入程式码，部署或操作智慧合约；比特币则只能在「OP_RETURN DATA」栏位单纯做备注。