什么是隔离见证？ 比特币链上扩容方式介绍 | 区块链词汇| OKX学院

对比特币 SegWit 的初学者友好介绍，包括 SegWit 是什么、为什么它很重要以及它实现了什么

SegWit 是 2017 年 XNUMX 月通过软分叉实施的比特币升级的名称。它旨在增加比特币网络可以处理的每个区块的交易数量。 此外，它解决了与交易延展性相关的罕见漏洞，并为比特币增加了更大的可编程性，从而实现了比特币闪电网络等进一步扩展的解决方案。

在这个适合初学者的 SegWit 介绍中，我们解释了 SegWit 是什么、它的重要性以及升级的背景。 我们还评估了隔离见证自采用以来的影响。

目录：

什么是比特币的 SegWit？

SegWit——“隔离见证（共识层）”的缩写——是 2017 年 XNUMX 月在比特币网络上实施的一种扩展机制。它旨在减少交易数据的大小，以便在不增加区块大小的情况下，每个区块中可以包含更多交易通过硬分叉限制。

除了提高比特币的交易吞吐量外，SegWit 还解决了网络上的其他几个问题。 首先，升级缓解了一个罕见的漏洞，攻击者可以在交易被挖掘之前创建一个新的事务 ID。 然后，他们可以合理地声称从未收到过他们的资金，因为发件人不会识别他们的交易，因为它出现在不同的 ID 下。 在 SegWit 下，计算交易 ID 不需要交易签名数据。 因此，如果不良行为者更改了签名数据，则 ID 保持不变。

SegWit 给比特币带来的另一个改进是增加了编程的灵活性。 这有效地启用了闪电网络等第 2 层扩展解决方案。 闪电网络需要更复杂的相互依赖的交易。 如果没有交易延展性修复，依赖于其他交易的交易可能会通过更改签名数据以及交易 ID 而变得无效。 由于 SegWit 将交易签名与交易数据分开并从后者计算 ID，因此对签名数据的更改不会使未来的交易无效。

比特币行业并未普遍支持 SegWit。 在激活之前，一些人支持通过硬分叉增加块大小限制来扩展网络。 最终，该派系将引入块大小增加。 由此产生的硬分叉创建了比特币现金网络及其原生加密资产， BCH.

虽然并非比特币网络中的所有利益相关者都立即升级到 SegWit，但它被实施为向后兼容的变化这一事实意味着它自己的激活并没有分裂网络。 与硬分叉相反，这种更改被称为软分叉，它确实有分裂网络的风险。

简短的 SegWit 历史

SegWit 的代码是 出版 作为 141 年 2015 月的比特币改进提案 2016。BIP 的作者是开发人员 Eric Lombrozo、Johnson Lau 和 Pieter Wuille。 它后来于 XNUMX 年 XNUMX 月被引入比特币核心客户端。然而，很少有比特币矿工批准这一变化，也没有表示支持 SegWit。

比特币杂志的一篇报道 提示 有一部分矿工反对 SegWit，因为他们受益于一种称为“AsicBoost”的漏洞，该漏洞使他们的效率提高了 20%，从而使他们的利润更高。

2017 年 2 月，一群最强大的比特币矿工和公司会面并起草了后来被称为纽约协议的协议。 作为变更的一部分，他们同意激活 SegWit 并增加块大小限制——称为“SegWit XNUMXX”的升级。 与去年在 Core 软件中实施的 SegWit 版本不同，该更改不向后兼容以前的比特币软件版本，并有分裂网络的风险。

纽约协议的 SegWit 2X 计划于 2017 年 2 月激活。然而，比特币社区中的许多人认为公司的秘密会议并不代表他们，并将 SegWit XNUMXX 视为对加密货币整体去中心化精神的威胁。

假名比特币开发商 Shaolin Fry 提出了一种称为用户激活软分叉或 UASF 的解决方案。 本质上，节点和钱包运营商将激活 SegWit 并拒绝非 SegWit 块。 这将迫使矿工激活升级，因为在没有用户支持的情况下，挖掘比特币很快就会变成徒劳的操作。

最终不需要 UASF，因为它的威胁足以说服矿工表示支持 SegWit。 矿工于 9 年 2017 月 XNUMX 日锁定 SegWit。

然而，在 SegWit 激活之前，那些最致力于通过增加区块大小来扩展比特币的人分道扬镳。 由一组所谓的“大区块者”（即矿工通过以不向后兼容的方式增加区块大小来支持扩展）实现的网络区块大小的改变导致了创建比特币现金的硬分叉.

对于比特币网络来说，这段时期是动荡的时期，在硬分叉和软分叉周围的尘埃落定之后，BTC 价格在 2017 年剩余时间里反弹至近 20,000 美元的历史新高。

隔离见证如何运作？

SegWit 的功能是 隔离 一笔交易的 见证数据 从交易数据。 在遗留系统中，区块包含交易输入（发送者）、输出（接收者）和交易签名数据。 在 SegWit 处于活动状态时，块被划分为 1 MB 的基本块和存储交易数据的附加部分。 另一部分最多可存储 3 MB 见证数据。

因此，与流行的看法相反，SegWit 实际上是块大小限制的增加。 但是，增加的实施方式不会造成网络分裂的风险。 那些不想将节点升级到 SegWit 的人仍然可以参与比特币网络。

在遗留交易中，交易数据和签名形成了一个单一的 Merkle 树——即通过将不同的数据块散列在一起形成的数据结构——从中创建了一个交易 ID。 这意味着在交易被挖掘之前更改签名数据可能会导致不同的交易 ID。

在隔离见证下，交易 ID 不依赖于签名数据。 因此，即使恶意实体确实设法更改了交易的签名，它也不会影响任何交易 ID 或使任何依赖于前一个交易的交易无效。

尽管基本块仍然是 1 MB，但它可以包含来自每个块的更多交易的数据，因为如果没有见证数据，交易最多可以减少 65%。 这有效地使矿工能够在每个区块中包含更多交易，从而将比特币网络扩展到更多用户。

除了提高比特币的交易吞吐量，隔离见证还支持更复杂的交易。 以前，相互依赖的交易可以通过利用交易延展性漏洞而失效。 启用 SegWit 后，交易 ID 不再依赖于可以随后更改的数据。 因此，依赖于其他事务的事务不能失效。 这启用了额外的扩展解决方案，例如闪电网络。

隔离见证地址格式

SegWit 交易使用两种地址格式之一。 这使得很容易确定您是从 SegWit 地址发送还是使用支持 SegWit 的钱包进行交易。

以“3”开头的地址称为 Pay to Script Hash 或 P2SH 地址。 这是一种较旧的地址格式，与旧版（或非 SegWit）和 SegWit 交易兼容。 不支持 SegWit 的钱包仍然可以使用这种地址格式接收 SegWit 交易。 使用 P2SH 地址进行交易时，交易费用应略低于旧地址。

同时，Bech32 地址（也称为原生 SegWit 地址）以“bc1”开头。 使用 Bech32 地址的交易比 P2SH 交易使用的数据更少。 这种地址格式允许每个块进行更多的交易，从而降低交易费用。 但是，它需要用于支持 SegWit 的钱包，这需要软件升级。

为什么隔离见证很重要？

SegWit 解决了比特币开发人员和行业观察家理解的不断上升的交易成本将限制网络的采用。 当比特币区块已满时，交易会在所谓的 内存池.

交易保留在内存池中，直到矿工将它们包含在一个块中。 矿工根据包含的交易费用选择要包含的交易。 在比特币区块链严重拥塞期间，包括非常少量费用的交易将在内存池中等待很长时间，因为矿工会倾向于支付更高费用的交易——因为它会带来更大的盈利能力。

使用 SegWit，矿工可以在每个块中包含更多交易，因为存储在 1 MB 基本块中的数据对于每个块来说都比传统格式下的要小。 这导致更大的块容量和更少的交易在内存池中等待。 等待的交易越少，就越有可能以较低的费用将交易包含在一个区块中。 因此，整个网络的平均交易费用将会下降。

此外，SegWit 支持建立在主要比特币区块链之上的层上的额外扩展解决方案。 今天第一个也是最著名的是闪电网络。 闪电网络使交易能够在支付渠道中发生链下。 由于这些交易不再需要立即出块，等待被挖出的交易更少，进一步缓解了用户提高交易费用的压力。

对于那些支持 SegWit 的人来说，升级比通过硬分叉增加块大小限制更有利。 首先，软分叉不会冒险分裂网络，这可能会导致比特币用户之间的混淆。

其次，升级不会对节点运营商提出额外的硬件要求。 比特币更重要的品质之一是任何人都可以操作引用比特币区块链所需的硬件并自行确认交易的有效性。 增加块大小限制将要求节点运营商使用更昂贵的硬件和额外的内存资源，从而提高网络集中度。

隔离见证成功了吗？

因为它是可选的、向后兼容的升级，所以 SegWit 需要一段时间才能真正影响网络。 尽管它于 2017 年 2017 月启用，但费用仍达到了超出潜在比特币用例的水平。 在 55 年的高峰期，平均交易费用达到 XNUMX 美元以上，使得小额交易或支付在经济上不可行。

尽管一些生态系统参与者几乎立即实施了升级，但钱包提供商和其他服务提供商（如交易所）需要很长时间才能实施 SegWit。 到 2019 年底，只有一半的交易使用了新格式。 如今，超过 80% 的交易 使用 隔离见证。

上图显示，随着 SegWit 的采用，以 BTC 支付的每日交易费用已大大降低。 尽管每天处理的链上交易数量比 7 年的峰值低 2017% 左右，但在 1,500 年 22 月 2017 日向网络支付的 300 BTC 中支付的费用仍然只是一小部分。一天内支付的总费用在最近的峰值期间没有超过 XNUMX BTC。

在评估 SegWit 的影响时，重要的是要记住升级使闪电网络成为可能。 闪电网络于 2018 年作为测试版推出，已经取得了巨大的增长。 2021 年初，扩容解决方案的总容量刚刚超过 1,000 BTC。 到 2022 年 3,650 月，该网络的总容量已增长到超过 XNUMX BTC。

同期闪电网络通道的数量也有所增加。 从 37,100 年初的 2021 个通道到 86,500 年 2022 月的 XNUMX 个通道达到峰值。这两个指标都显示了闪电网络活动的强劲增长，而这只有通过隔离见证才成为可能。

显然，SegWit 在对网络费用的影响和对更复杂交易类型的支持方面都取得了成功。 除了闪电网络，最近的比特币网络升级， 比如直根，在 SegWit 的基础上进一步优化网络——并通过解决交易延展性问题，软分叉将使尚未开发的创新成为可能。

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