隔離見證可以解決區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的哪些問題

什么是隔離見證？

隔離見證（SegWit）是2015年開發(fā)的升級協(xié)議。引入該概念是為了解決區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)當(dāng)下面臨的可擴(kuò)展性問題。

平均統(tǒng)計(jì)，比特幣網(wǎng)絡(luò)每10分鐘驗(yàn)證一次新區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊包含幾筆交易。這樣，區(qū)塊大小會直接影響每個(gè)區(qū)塊中可以確認(rèn)的交易數(shù)量。目前，比特幣區(qū)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(qū)塊數(shù)據(jù)，使簽名不再與交易數(shù)據(jù)存儲在一起。換句話說，SegWit升級包括將驗(yàn)證人（簽名）與交易數(shù)據(jù)隔離。這能夠?qū)⒏嘟灰状鎯υ趩蝹€(gè)區(qū)塊中，從而增加網(wǎng)絡(luò)的交易吞吐量。

由于每秒只能處理大約7筆交易，因此比特幣交易有時(shí)可能需要很長時(shí)間才能完成。與傳統(tǒng)的支付解決方案和金融網(wǎng)絡(luò)（每秒可以處理數(shù)千筆交易）相比，速度要慢得多。

隔離見證由比特幣開發(fā)者Pieter Wuille和其他比特幣核心貢獻(xiàn)者于2015年開發(fā)升級。2017年8月，隔離見證升級被作為比特幣網(wǎng)絡(luò)上的軟分叉進(jìn)行實(shí)施。

現(xiàn)今，有多個(gè)使用隔離見證協(xié)議的加密貨幣項(xiàng)目，包括比特幣和萊特幣。協(xié)議升級帶來了許多優(yōu)勢，例如提高了交易速度和區(qū)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(yōu)勢是什么？

增加容量

隔離見證的最大優(yōu)勢之一就是增加區(qū)塊容量。通過從交易輸入中刪除簽名數(shù)據(jù)，可以在一個(gè)區(qū)塊中存儲更多交易。

事務(wù)包括兩個(gè)主要部分：輸入和輸出。本質(zhì)上，輸入包含發(fā)送者的公共地址，而輸出包含接收者的公共地址。但是，發(fā)送人必須證明他們已經(jīng)轉(zhuǎn)移了資金，并且必須使用數(shù)字簽名。

如果沒有隔離見證，則簽名數(shù)據(jù)最多可占用一個(gè)區(qū)塊的65％。使用隔離見證，會把簽名數(shù)據(jù)從交易的輸入中移除。這使有效區(qū)塊大小從1 MB增加到大約4 MB。

請注意，隔離見證并不僅僅是區(qū)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(qū)塊大小限制的情況下增加有效區(qū)塊的大小（這將需要硬分叉）。更具體地說，實(shí)際區(qū)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(qū)塊權(quán)重的概念。我們可以將區(qū)塊權(quán)重視為替代區(qū)塊大小的概念。本質(zhì)上，區(qū)塊權(quán)重是一種度量單位，它包括所有的區(qū)塊數(shù)據(jù)：包括交易數(shù)據(jù)（1 MB）和簽名數(shù)據(jù)（最大3 MB），這些數(shù)據(jù)不再是輸入字段的一部分。

交易速度提升

除了可以存儲更多交易的區(qū)塊，隔離見證還能夠提高交易速度，由于區(qū)塊鏈中可能存儲大量的交易數(shù)據(jù)。即使區(qū)塊的出塊時(shí)間相同，但區(qū)塊中可以容納更多的事務(wù)，因此TPS會更高。

交易速度的提升也能夠幫助降低比特幣網(wǎng)絡(luò)的交易成本。在實(shí)施隔離見證之前，每筆交易費(fèi)用大多在30美元以上。但是，隨著隔離見證的實(shí)施，交易成本大幅降低至每筆交易1美元。

交易延展性修復(fù)

比特幣面臨的另一個(gè)主要問題是篡改交易簽名。如果簽名被篡改，則可能導(dǎo)致兩方之間的交易被破壞。由于存儲在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)實(shí)際上是不可變的，因此無效交易會永久存儲在區(qū)塊鏈上。

使用隔離見證，簽名不再是交易數(shù)據(jù)的一部分，從而消除了更改此數(shù)據(jù)的可能性。此修復(fù)程序支持在區(qū)塊鏈社區(qū)內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，包括二層協(xié)議和智能合約。

隔離見證和閃電網(wǎng)絡(luò)

通過修復(fù)交易可擴(kuò)展性問題，需要對第二層協(xié)議進(jìn)行開發(fā)。簡而言之，第二層協(xié)議是在諸如比特幣之類的區(qū)塊鏈之上構(gòu)建的新平臺或產(chǎn)品。較流行的第二層協(xié)議之一是閃電網(wǎng)絡(luò)，即鏈下離線支付網(wǎng)絡(luò)。

閃電網(wǎng)絡(luò)是在比特幣網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的第二層協(xié)議。閃電網(wǎng)絡(luò)的主要目的是支持在較短的時(shí)間內(nèi)確認(rèn)更多交易，從而給用戶帶來更快的交易。交易在鏈下收集，以此形成有效地緩沖區(qū)，以供比特幣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最終處理。

閃電網(wǎng)絡(luò)最初是為比特幣開發(fā)的。但是，其他幾個(gè)加密貨幣和區(qū)塊鏈項(xiàng)目也在努力實(shí)施該技術(shù)。這不僅會減少確認(rèn)時(shí)間，而且會促進(jìn)可延展性問題解決方案的開發(fā)。

SegWit與SegWit2x

SegWit是軟分叉升級，意味著它支持向后兼容。換句話說，未更新SegWit的比特幣節(jié)點(diǎn)仍然能夠處理交易。但是，隔離見證還有另一個(gè)可實(shí)施的版本，稱為SegWit2x（S2X），該版本需要進(jìn)行硬分叉升級。

SegWit和SegWit2x之間的主要區(qū)別在于，后者不僅將包括交易批處理的更改，而且還包括增加區(qū)塊大?。◤?MB增加到2MB）。盡管如此，較大的區(qū)塊大小會增加節(jié)點(diǎn)操作員和礦工的負(fù)擔(dān)，因?yàn)樗麄円幚砀嗟臄?shù)據(jù)。

另一個(gè)顯著區(qū)別是SegWit提案由比特幣社區(qū)支持和執(zhí)行。其中也催生了UASF的概念，UASF代表用戶激活的軟分叉。

另一方面，SegWit2x建議對管理比特幣的基本規(guī)則進(jìn)行實(shí)質(zhì)性修改。但是由于開發(fā)人員無法就其采用和實(shí)施達(dá)成共識，因此SegWit2x最終被暫停。

總結(jié)

SegWit的實(shí)施標(biāo)志著比特幣協(xié)議的大型升級，該協(xié)議也是由分布式社區(qū)所支持和實(shí)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(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)問題，尤其是在可擴(kuò)展性方面邁出的重要一步。通過SegWit和第二層協(xié)議的結(jié)合，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以處理大量交易，并具有更高的效率和更低的成本。

盡管SegWit是一種功能強(qiáng)大且極具創(chuàng)新的解決方案，但目前尚未得到完全推廣。當(dāng)前，使用SegWit協(xié)議的比特幣地址約占53％。