比特币“扩容问题”有哪些?

比特最初的设定是每个区块大小为1M,平均每十分钟产生一个区块,比特币网络理论上每秒最多可以处理7笔交易。随着比特币持有者和区块链上交易的不断增长,原本1M的区块大小已不足以支撑日渐庞大的交易量,网络拥堵、交易延迟等问题日益严重。为了解决这些问题,比特币社区探讨了种种方案,主要包括将“隔离见证+闪电网络”,以及修改比特币区块链的代码,以期突破1M区块上限,即比特币扩容。

所有扩容方案中最有代表性的有以下几种:BIP100:由矿工们进行投票,将新的区块建议上限值写在Coinbase交易中,新的值在当前的基础上有20%上下浮动空间。全网80%的算力参与,即可激活新的大小。BIP101:自2016年起,立即提升限制到8M,然后每两年翻番,并持续至2036年,届时一个区块体积上限为8.2G。BIP102:体积限制一次性从1M提升到2M。BIP103:每个特定周期增长4.4%,折合年增长率为17.7%,直至2063年7月,届时体积上限约为1.4G。BIP109:体积限制一次性从1M提升到2M,但是需要全网75%算力激活。BIP248:2016年将体积提升到2M,2018年提升到4M,2020年提升到8M。

1.本来没有扩容这回事

一开始,神一样的人物中本聪,创造比特币时没有特意限制区块的大小,区块最大可以达到 32MB。然比特币诞生之初,使用的人数很少,平均每个区块大小为
1-2KB,就有人认为区块链上限过高容易造成计算资源的浪费。

随着比特币的使用人数增多,交易变得频繁,为了比特币系统安全稳定地运行,中本聪将区块大小限制在 1MB。

2.区块保存交易信息

区块中有四个部分:区块大小、区块头、交易计数器、交易列表,用来记录交易信息。

区块大小可以理解为一个账本的纸张大小,这个决定了一页账本可以记录多少交易。1Mb大小的比特币区块,可打包4000笔左右转账交易记录,比特币网络中每10分钟诞生一个区块,那么比特币网络处理交易的速率大约为7笔/秒。

3.区块出现拥堵

中本聪限制区块大小为1Mb时,比特币的用户量相对较少,交易量也没有很大,使用比特币转账并不会造成区块拥堵。

然而,这个神奇的比特币,从2013年来,其价格直线飙升,比特币的用户量也越来越多,交易转账频繁,开始出现比特币网络拥堵、交易费用上升等等。

可以简单理解,一个城市的开发区,一开始人少,配几台公交车就够了,然而随着开发区的发展,人越来越多,乘坐公交车开始变得拥挤,现有配备的公交车已经不能满足人民群众的出行需求,于是要增加公交车班次。

于是区块扩容的需求就提出来了,既然有需求,增加就好了,为啥出现了争论了呢?

4.扩容的利益博弈

对于矿工们来说,在抢到记账权的时能获得的收益分为两部分:系统的奖励和打包交易的交易手续费。而系统奖励每4年减半,在算力增加,抢夺记账权也越来越难的情况下,提高本区块的打包交易的总手续费是一个不错的选择,所以区块扩容是一个不错的选择。

那扩容会导致什么问题呢?当每个区块实际容量变的越来越大时,在比特币客户端,则需要同步大量的数据,对存储空间的要求会越来越高;区块产生后需要向其他节点传播,区块容量变大,传播效率降低,可能会导致全网孤块率和空块率大幅上升。

对于核心开发团队来说,即希望比特币网络能承载更多的转账交易,又要保证比特币网络不阻塞稳定的运行。

因为利益的矛盾存在,关于比特币扩容之事,比特币社区讨论了很长时间,也没达成一致。导致支持大区块的社区彻底分裂出来BCH,取消了比特币区块大小1M限制,而采用初始默认最大可支持8M的区块大小。

当然解决比特币交易拥堵的方案,除了扩容,还有其他的解决方案,如隔离见证和闪电网络。

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