關於隔離見證(SegWit)的初學者指南

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什麼是隔離見證?隔離見證(SegWit)是2015年開發的升級協議。引入該概念是為了解決區塊鏈網路當下面臨的可擴充套件性問題。
平均統計,比特幣網路每10分鐘驗證一次新區塊,每個區塊包含幾筆交易。這樣,區塊大小會直接影響每個區塊中可以確認的交易數量。目前,比特幣區塊鏈每秒能夠處理約7筆交易。隔離見證的主要思想是重新組織區塊資料,使簽名不再與交易資料儲存在一起。換句話說,SegWit升級包括將驗證人(簽名)與交易資料隔離。這能夠將更多交易儲存在單個區塊中,從而增加網路的交易吞吐量。由於每秒只能處理大約7筆交易,因此比特幣交易有時可能需要很長時間才能完成。與傳統的支付解決方案和金融網路(每秒可以處理數千筆交易)相比,速度要慢得多。
隔離見證由比特幣開發者Pieter Wuille和其他比特幣核心貢獻者於2015年開發升級。2017年8月,隔離見證升級被作為比特幣網路上的軟分叉進行實施。現今,有多個使用隔離見證協議的加密貨幣專案,包括比特幣和萊特幣。協議升級帶來了許多優勢,例如提高了交易速度和區塊容量。此外,隔離見證還解決了所謂的交易延展性問題(如下所述)。隔離見證的主要優勢是什麼?增加容量隔離見證的最大優勢之一就是增加區塊容量。透過從交易輸入中刪除簽名資料,可以在一個區塊中儲存更多交易。事務包括兩個主要部分:輸入和輸出。本質上,輸入包含傳送者的公共地址,而輸出包含接收者的公共地址。但是,傳送人必須證明他們已經轉移了資金,並且必須使用數字簽名。
如果沒有隔離見證,則簽名資料最多可佔用一個區塊的65%。使用隔離見證,會把簽名資料從交易的輸入中移除。這使有效區塊大小從1 MB增加到大約4 MB。請注意,隔離見證並不僅僅是區塊大小的增加。相反,它是一種工程解決方案,可以在不增加區塊大小限制的情況下增加有效區塊的大小(這將需要硬分叉)。更具體地說,實際區塊大小仍為1 MB,但有效塊大小的限制為4 MB。此外,隔離見證還引入了區塊權重的概念。我們可以將區塊權重視為替代區塊大小的概念。本質上,區塊權重是一種度量單位,它包括所有的區塊資料:包括交易資料(1 MB)和簽名資料(最大3 MB),這些資料不再是輸入欄位的一部分。交易速度提升除了可以儲存更多交易的區塊,隔離見證還能夠提高交易速度,由於區塊鏈中可能儲存大量的交易資料。即使區塊的出塊時間相同,但區塊中可以容納更多的事務,因此TPS會更高。交易速度的提升也能夠幫助降低比特幣網路的交易成本。在實施隔離見證之前,每筆交易費用大多在30美元以上。但是,隨著隔離見證的實施,交易成本大幅降低至每筆交易1美元。
交易延展性修復比特幣面臨的另一個主要問題是篡改交易簽名。如果簽名被篡改,則可能導致兩方之間的交易被破壞。由於儲存在區塊鏈上的資料實際上是不可變的,因此無效交易會永久儲存在區塊鏈上。使用隔離見證,簽名不再是交易資料的一部分,從而消除了更改此資料的可能性。此修復程式支援在區塊鏈社羣內進行進一步的創新,包括二層協議和智慧合約。隔離見證和閃電網路透過修復交易可擴充套件性問題,需要對第二層協議進行開發。簡而言之,第二層協議是在諸如比特幣之類的區塊鏈之上構建的新平臺或產品。較流行的第二層協議之一是閃電網路,即鏈下離線支付網路。閃電網路是在比特幣網路上執行的第二層協議。閃電網路的主要目的是支援在較短的時間內確認更多交易,從而給使用者帶來更快的交易。交易在鏈下收集,以此形成有效地緩衝區,以供比特幣網路進行最終處理。
閃電網路最初是為比特幣開發的。但是,其他幾個加密貨幣和區塊鏈專案也在努力實施該技術。這不僅會減少確認時間,而且會促進可延展性問題解決方案的開發。SegWit與SegWit2xSegWit是軟分叉升級,意味著它支援向後相容。換句話說,未更新SegWit的比特幣節點仍然能夠處理交易。但是,隔離見證還有另一個可實施的版本,稱為SegWit2x(S2X),該版本需要進行硬分叉升級。SegWit和SegWit2x之間的主要區別在於,後者不僅將包括交易批處理的更改,而且還包括增加區塊大小(從1MB增加到2MB)。儘管如此,較大的區塊大小會增加節點操作員和礦工的負擔,因為他們要處理更多的資料。另一個顯著區別是SegWit提案由比特幣社羣支援和執行。其中也催生了UASF的概念,UASF代表使用者啟用的軟分叉。另一方面,SegWit2x建議對管理比特幣的基本規則進行實質性修改。但是由於開發人員無法就其採用和實施達成共識,因此SegWit2x最終被暫停。
總結SegWit的實施標誌著比特幣協議的大型升級,該協議也是由分散式社羣所支援和實施,也使其更具吸引力。SegWit的推出能夠有效解決比特幣和其他區塊鏈網路的相關問題,尤其是在可擴充套件性方面邁出的重要一步。透過SegWit和第二層協議的結合,區塊鏈網路可以處理大量交易,並具有更高的效率和更低的成本。儘管SegWit是一種功能強大且極具創新的解決方案,但目前尚未得到完全推廣。當前,使用SegWit協議的比特幣地址約佔53%。

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