什么是区块链交易 - 数字货币的旅程

2010年5月22日，Laszlo Hanyecz用10,000个比特币买了两块披萨。这笔交易永远记录在区块链上——一个任何人在十五年后都能查看的永久、不可更改的记录。没有银行批准，没有支付处理器协助，也没有权威可以撤销交易。

这就是区块链交易与PayPal或银行的根本区别：它们不是由公司控制的数据表条目，而是由数千台计算机验证的数学证明，受到加密保护，永久存储。

但没有人告诉初学者的事：并非所有区块链交易的运作方式都相同。比特币的交易方式与以太坊完全不同。理解这些差异会影响到费用多少、资金流动速度，以及在出现问题时的处理方式。

当你发送加密货币时，实际上发生了什么

当你发送加密货币时，你实际上并没有移动任何东西。没有数字币从一个钱包跳到另一个钱包。相反，你是在创建一个加密签名的消息，声明“我授权将这些币转移到这个新地址。” 然后你将该消息广播给数千台计算机，它们会验证你的签名并检查你是否拥有发送的资产。如果一切无误，它们会将你的交易添加到区块链的永久记录中。

这种魔法分三个阶段：创建、广播和确认。

阶段一：创建交易

当你在钱包中点击“发送”时，软件会构建一个包含接收者地址、金额、交易费用以及你拥有资金证明的交易。然后它利用你的私钥创建一个加密签名——证明你授权了这笔特定交易的数学证明。

你的签名不同于在支票上签名。它是你的私钥和交易数据之间的数学关系。即使更改一个字符，签名也会变为无效。这让区块链交易变得防篡改。

双模型的故事：UTXO vs 账户

比特币使用UTXO模型（未花费交易输出）。比特币没有余额账户，而是将每笔交易视为由以前交易创建的比特币块。当你花费比特币时，你使用整个UTXO作为输入，并创建新的UTXO作为输出。

举个例子，假如Alice有5个BTC想要发送给Bob 3个BTC。她创建一个交易，使用她完整的5个BTC UTXO作为输入，为Bob创建3个BTC UTXO，为自己创建1.999个BTC UTXO作为“找零”，留下0.001个BTC作为矿工费。这就像用5美元买一杯3美元的咖啡——你得到2美元的找零，只不过在比特币中，你是在创建两个新的“钞票”并销毁原来的。

以太坊使用账户模型——更像是传统银行。每个地址有一个余额，交易只是加或减去这些余额。如果Alice有5 ETH并发送给Bob 3 ETH，她的余额减少到2 ETH而Bob的增加到3 ETH。简单而直观。

为什么这很重要？比特币的UTXO模型提供了更好的隐私，因为每笔交易可以使用不同的地址进行找零，但在合并多个UTXO时会创建更大的交易。以太坊的账户模型对于智能合约更简单和高效，但使得交易历史更容易追踪。

阶段二：Mempool等候室

一旦你的交易被签名，你的钱包会将其广播到区块链网络。但它并不会立即被添加到区块链。首先，它会在mempool中等待——一个未确认交易的等候室，直到矿工或验证者将其取出。

可以将mempool想象成感恩节期间的机场安检。每个人都尝试通过，但容量有限。比特币区块平均能够处理2,000-3,000笔交易，以太坊块则处理150-200笔。当mempool空闲时，你的交易会在下一个区块中轻松通过。而当它拥挤时，你需要与成千上万的其他人竞争有限的区块空间。

这时交易费开始变得重要。矿工和验证者会优先处理支付更高费用的交易。若在高拥堵期设置过低的费用，你的交易可能会等待几个小时或者几天。若设置过高，你的钱则会被烧掉——但至少交易能快速通过。

在2021年的NFT狂热中，以太坊的mempool一直很拥挤。人们支付$50、$100，有时甚至超过$200的gas费用，只为在NFT售完之前铸币。2023年5月，当Ordinals兴起时，比特币的mempool激增至超过50万笔待定交易，费用飙升至$30以上，简单的发送也不例外。

阶段三：确认与最终性

最终，比特币的矿工或以太坊的验证者会从mempool中挑选你的交易，包含在一个区块中，并将该区块广播给网络。其他节点会验证这个区块是否符合所有规则，如果一切无误，它们就会将其添加到自己的区块链副本中。你的交易现在有了“一次确认”。

但一次确认对于高价值交易是不够的。区块链是概率性的，而不是绝对的。总有一个微小的机会，包含你交易的区块会被“孤立”——意味着在同一时间另一矿工找到了一个竞争性区块，而网络接受了另一个区块。

这极为罕见，但这种风险存在。这就是为什么大多数服务会等待多次确认。比特币交易所通常需要3-6次确认，耗时30-60分钟。以太坊交易所则通常等待12-35次确认，大约需要3-7分钟。

Gas费用和速度问题

以太坊的交易费用（gas费用）因昂贵而臭名昭著——对于DeFi交互经常达到$20到$100以上。比特币费用很简单：按字节支付。以太坊费用基于计算复杂性。简单转账费用为21,000 gas，复杂智能合约则需要几十万。Gas价格随需求波动，以“gwei”计量。在高活动期间，你的$2交易可能变成$40。

解决办法？像Arbitrum和Optimism这样的Layer 2网络在链外处理交易并批量结算，将费用减少至$0.01到$0.50。大多数日常以太坊活动已经移动到L2上。

为什么区块链不能像Visa一样即时处理交易？区块链三难困境：你可以拥有去中心化、安全性和可扩展性——选择两者即可。Visa每天处理65,000 TPS，因为它是中心化的。比特币处理7 TPS，因为它优先于去中心化和安全性。以太坊处理15-30 TPS。像Solana这样较新的链声称通过牺牲部分去中心化来实现每秒数千次交易。

不可逆性：加密货币中没有退款

区块链交易是不可逆的。一旦确认，任何人都不能撤销，包括你、接收者或任何权威。这既是一个特性也是一个缺点。特性是：防止欺诈和退款。缺点是：错误是永久的。发送到错误的地址？永远消失。

传统金融有消费者保护——信用卡退款、银行撤销。加密货币没有这种保护，因为没有中心权威。这就是为什么安全性很重要：使用硬件钱包，仔细检查地址，先测试小额交易。

实际案例：比特币交易费用$1-5，确认时间为10-60分钟。以太坊主网转账费用$2-3用于简单发送，$10-50用于智能合约。在Layer 2上，同样的以太坊交易费用为$0.01-0.30，几乎是即时确认。

未来

区块链交易技术正在演变。比特币的闪电网络使即时、近乎免费的链外交易成为可能。以太坊的路线图将大多数活动转移到Layer 2。较新的链承诺数千TPS和亚秒级的最终性。

但根本上的权衡仍然存在。更快通常意味着更多中心化。更低的费用意味着较少的验证者激励。问题不是区块链交易是否会完全取代传统金融——它们不会。而是它们在一个混合系统中扮演什么角色，您可以选择您的权衡：消费者保护与审查抵抗。

披萨交易的重要性

Laszlo的10,000 BTC披萨交易不仅仅是一笔交易——它是概念验证。它表明区块链交易能够在真实的人之间为真实的商品移动真实的经济价值。不需要银行。不需要支付处理器抽佣。没有权威授予许可。

十五年后，这笔交易仍然可见，可验证且不可更改。自那次披萨交易以来的每笔区块链交易都继承了这一笔交易。它们都是永久的记录，由加密技术保护，由共识验证，并由持有私钥的人控制。

理解这些交易的实际工作方式将加密货币从神奇的互联网货币转变为你能够理智思考和有效使用的东西。无论你是发送第一美元的比特币，还是构建下一个DeFi协议，你都在参与Laszlo的披萨遗产：证明点对点电子现金确实可行。

参考资料

1. Nakamoto, S. - "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System" - https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
2. River Financial - "Bitcoin's UTXO Model" - https://river.com/learn/bitcoins-utxo-model/
3. Ethereum Foundation - "Transactions" - https://ethereum.org/en/developers/docs/transactions/
4. Ethereum Foundation - "Gas and Fees" - https://ethereum.org/en/developers/docs/gas/
5. YCharts - "Bitcoin Mempool Size" - https://ycharts.com/indicators/bitcoin_average_mempool_size
6. Vitalik Buterin - "Endgame" - https://vitalik.eth.limo/general/2021/12/06/endgame.html
7. L2Beat - "Layer 2 Scaling Solutions" - https://l2beat.com/scaling/summary
8. Mempool.space - "Bitcoin Mempool and Fees" - https://mempool.space/
9. Etherscan - "Ethereum Block Explorer" - https://etherscan.io/
10. Solana - "Network Status" - https://status.solana.com/