比特币和以太坊是目前市值最高、最受欢迎的两种加密货币。虽然它们都被称为“数字货币”，但它们的设计初衷、底层技术和应用方向都有着本质的区别。

1. 比特币简介

比特币（Bitcoin） 的核心思想是 点对点电子现金系统 ，中本聪（Satoshi Nakamoto）在 2008 年发表的白皮书中提出了这个概念。

1.1 原理

比特币网络是一个去中心化的账本系统，这个账本被称为区块链（blockchain）。它由一个个区块（block）连接而成，每个区块都记录了一定时间内的交易数据。网络中的矿工通过解决复杂的数学问题（这一过程称为工作量证明，PoW）来竞争记账权，第一个解出问题的人将获得打包新区块的权利，并获得新发行的比特币作为奖励。这个过程保证了交易的安全性和网络的去中心化。

1.2 本质

比特币的本质是一个去中心化的、无需信任的电子现金系统。它旨在解决传统金融体系中存在的信任问题，即用户无需依赖银行等中介机构，就可以直接进行点对点的价值转移。它是一个专注于单一功能的“数字黄金”网络。

1.3 应用场景

比特币的定位更像是一种价值储存工具（store of value），类似于数字黄金。它的供应量是固定的（2100 万枚），这种稀缺性使其具备了抗通胀的特性。人们主要将比特币用于长期投资、跨境支付或作为一种数字资产持有，而不是日常消费。

2. 以太坊简介

以太坊：去中心化的世界计算机 以太坊（Ethereum） 的设计者 Vitalik Buterin 认为，区块链技术不仅可以用于创建数字货币，还可以承载更复杂的应用。他把以太坊定义为一个可编程的区块链。

2.1 原理

以太坊同样使用区块链技术，但它的核心创新是引入了智能合约（smart contracts）。智能合约是存储在区块链上的、能够自动执行的计算机程序。这些程序在满足特定条件时会自动执行预设的操作，无需任何人为干预。这使得以太坊不仅是一个账本，更是一个可以运行各种去中心化应用的“世界计算机”。以太坊最初也使用工作量证明（PoW）机制，但在 2022 年完成了历史性的“合并”（The Merge）升级，转换到了权益证明（PoS）机制，大大降低了能耗。

2.2 本质

以太坊的本质是一个开放的、可编程的区块链平台。它提供了一个基础设施，让开发者可以在其上构建和部署各种去中心化的应用和服务。它的目标是创建一个去中心化的互联网，就是我们所说的 Web3。

2.3 应用场景

以太坊的应用场景比比特币广泛得多。它支持构建各种去中心化应用（DApps），例如：

• 去中心化金融（DeFi）：借贷平台、去中心化交易所等。
• 非同质化代币（NFT）：数字艺术品、收藏品等。
• 元宇宙：虚拟世界的土地和资产。
• Web3 游戏：资产归玩家所有的游戏。

3. 比特币与以太坊的核心区别

4. 以太币简介

以太币 (ETH) 是用于以太坊网络上许多事物的加密货币。 从根本上讲，以太币是唯一可接受的交易费支付方式，并且在合并之后，在主网上验证和提出区块需要以太币。 以太币还被用作 去中心化金融 借贷市场的主要抵押形式，非同质化代币市场的主要记账单位以及提供服务、销售实体商品赚取的付款等。 以太坊允许开发者创建 去中心化应用程序 (dapp)，它们共享算力池。 这个共享池是有限的，因此以太坊需要一种机制来确定谁可以使用它。 否则，某个 dapp 可能会意外或恶意地消耗所有网络资源，从而导致其他应用程序无法访问算力池。 ETH 加密货币支持以太坊算力的定价机制。 当用户想要完成一笔交易时，他们必须支付以太币，使他们的交易被区块链识别。 这些使用成本被称为 gas 费用，gas 费用的多少取决于执行交易所需的算力和全网当时的算力需求。 因此，即使某恶意 dapp 无限循环提交，交易最终也会耗尽 ETH 并终止，从而使网络恢复正常。

5. UTXO vs 账户模型

5.1 UTXO 模型：比特币的“零钱”记账法

UTXO 是 Unspent Transaction Output 的缩写，意为“未花费的交易输出”。这个模型是比特币所采用的记账方式。你可以把 UTXO 模型想象成一个现金系统：

• 没有“账户”：你的比特币地址里并没有一个像银行账户那样的余额数字。
• 只有“零钱”：你所拥有的比特币，是一堆散落在区块链上的、可以被你花费的“零钱”（即 UTXO）。
• 交易原理：当你想发起一笔交易时，你需要找到你拥有的这些“零钱”（UTXO），把它们作为输入（Input），然后创建一个新的输出（Output）。 举个例子：你想花 5 BTC，但你手里有两笔“零钱”，一笔是 2 BTC，另一笔是 3 BTC。你不能只用 3 BTC 那笔，因为不够。你需要将这两笔 UTXO（2 BTC + 3 BTC）作为输入，然后创建一个 5 BTC 的新 UTXO 作为输出，发送给收款人。 如果交易后还有找零，比如你用 10 BTC 的 UTXO 支付 5 BTC，系统会产生两个新的 UTXO：一个 5 BTC 的发给收款人，另一个 5 BTC 的找零给回你自己的地址。 这个模型的核心是：每笔交易都消耗旧的 UTXO，并创建新的 UTXO。 优点：
• 隐私性：每次交易都使用新的 UTXO，增加了追踪难度，提高了隐私性。
• 并行处理：多笔交易可以同时处理，因为它们各自的输入（UTXO）是独立的，提高了网络的扩展性。 缺点：
• 复杂性：需要管理大量的 UTXO，对于简单的余额查询来说，计算量较大。

5.2 账户模型：以太坊的“银行”记账法

账户模型 是以太坊所采用的记账方式，它更类似于我们熟悉的银行账户系统。

• 有“账户”：每个以太坊地址都有一个余额（余额），就像你的银行账户里有一个明确的数字。
• 交易原理：当你想发起一笔交易时，你不需要考虑零钱的问题，只需要从你的账户里扣除相应的金额。 举个例子：你的账户里有 10 ETH。你想发送 5 ETH 给朋友，你只需要发起一个交易指令，告诉网络“从我的账户里扣除 5 ETH，并增加到我朋友的账户里”。交易完成后，你的余额变为 5 ETH，你朋友的余额增加了 5 ETH。 这个模型的核心是：每笔交易都直接改变账户的余额状态。 优点：
• 简单直观：交易逻辑更简单，就像银行转账一样，便于理解和开发。
• 状态管理：账户模型更适合管理复杂的“状态”，这对于智能合约至关重要。智能合约本身就是一个账户，可以持有余额，其内部变量（状态）的改变可以通过简单的交易来更新。 缺点：
• 账户模型的“全局状态”：相比于 UTXO 模型中，每笔交易都是独立的“零钱”，账户模型有一个“全局状态”（global state）。每笔交易都需要去更新这个唯一的全局状态。这个全局状态必须是所有节点都完全同步且一致的。
• 账户模型对交易顺序的依赖：在账户模型中，交易的顺序至关重要。比如，如果你想转账 10 ETH，但是你的余额只有 5 ETH，那么这笔交易是无效的。这个有效性依赖于你账户在上一笔交易后的最终状态。而 UTXO 模型中，交易的有效性只依赖于你提供的 UTXO 是否存在，与账户余额无关。这种对顺序和全局状态的依赖，在技术上会给网络扩展带来挑战。