比特幣擴容

擴容能力是什麼?

擴容能力用於衡量系統是否能夠滿足需求的增長。如果網路因為請求太多而超載,可選擇添加伺服器。如果想讓電腦運行更多密集型應用程式,可選擇升級電腦的硬體。

在數位貨幣的語境中,“擴容能力”描述區塊鏈是否能夠容易升級,處理更多交易。

為什麼比特幣需要擴容?

為了應付日常支付,比特幣系統必須夠快。目前為止,比特幣網路的輸送量相對較低,意味著每個區塊能夠處理的交易數量相當有限。

提交有效區塊的礦工可獲得交易手續費,這筆手續費由使用者支付,目的是激勵礦工將交易寫入區塊。

礦工需要從硬體、電費的投資中獲得回報,因此會優先處理手續費較高的交易。如果網路積壓了許多待處理交易(記憶體池),手續費會隨之激增,因為使用者需要開出高價來吸引礦工。

比特幣網路可以處理多少筆交易?

按照平均區塊交易數量來算,比特幣網路目前可處理約5筆交易/秒(TPS),此速度遠低於中心化支付方式,亦是使用去中心化貨幣的代價之一。

比特幣系統不受資料中心的管理,升級無法由單一的組織隨意決定,因此比特幣區塊大小必須設限。區塊確實可以容納每秒10,000筆交易,但這樣的設定會降低網路的去中心化程度。全節點需要每隔10分鐘下載新區塊的資訊;如果這個過程太麻煩,節點可能會選擇退出。

比特幣愛好者認為,如果系統要應用於支付,需要通過其他方式實現有效擴容。

閃電網路

閃電網路是一種比特幣擴容提議。它又稱為“第二層“方案,將交易從區塊鏈中劃分出來;全部交易記錄在底層,由底層協定負責處理。

閃電網路能夠實現近乎即時的資金轉移且免費,輸送量亦不受限制(只要用戶有能力收發資金)。使用比特幣閃電網路的方法是:兩位參與者將一定數量的比特幣鎖定在一個特殊位址內;該位址有一個特性,即在雙方同意的情況下才會解鎖資金。

此時,雙方便共用了一個私密帳本;該帳本可以自行分配餘額而無需知會主鏈。交易完成後便可通知主鏈,由主鏈協定更新交易雙方的餘額。在這個過程中,交易雙方亦無需相互信任。如果任意一方試圖作弊,協議會自動檢測出來並施予懲罰。

這樣的支付管道總共只要求用戶進行兩次鏈上交易:第一次是為地址充值,第二次是分發資金。因此,數千筆轉帳得以在兩次交易之間進行。隨著未來的開發和優化,第二層技術可能成為龐大區塊鏈系統的關鍵組成。

分叉

因為比特幣系統實行開源制,任何人都可進行編輯,比如按照不同需求增加新規則或刪除舊規則。然而,並非所有編輯都“生而平等”;有些更新會讓節點無法與網路相容,有些則會造成向下相容。

軟分叉

軟分叉是指規則變更後,部署了新規則的節點仍能與未部署的節點互動。以區塊容量為例:假設原區塊容量為2MB;從現在起,半數的網路節點實行區塊容量為1MB的新限制,將過大區塊視為無效。

舊版節點仍可接收或廣播區塊。在這種情況下,新網路可覆蓋所有節點而不受規則版本的限制。

比特幣的隔離見證(又稱“SegWit”)是軟分叉的例子之一。此次分叉巧妙地引入區塊和交易的新格式。未更新的節點可以繼續接收區塊信息,但不參與新交易的驗證。

硬分叉

硬分叉的情況比較麻煩。假設現在半數的網路節點想將區塊容量從2MB擴大至3MB。如果將3MB區塊發送至舊版節點,區塊將被拒絕;因為舊版節點的規則明確表示,2MB是有效區塊的上限。此時,新舊版網路不再相容,區塊鏈出現兩個分支。

自此,新版節點開始創建容量更大的區塊。舊版節點不認可這些區塊,於是向不同的方向發展。區塊鏈變成了兩條,共同歷史記錄截止到第二個區塊。

此時,網路通訊協定有兩種,各自使用不同的貨幣。所有帳戶的餘額從原始記錄中克隆到新鏈;用戶若在分叉前擁有20BTC,將在兩條支鏈上各擁有一個帳戶,餘額分別為20BTC和20新BTC。

2017年,比特幣網路發生一次爭議頗大的硬分叉,跟上述情況類似。少數使用者希望擴大區塊容量,從而提高輸送量和降低手續費。其他用戶則認為該擴容策略失當。最終,硬分叉產生了Bitcoin Cash(BCH),從比特幣網路中獨立出來,形成專屬的社群和發展路線。

更多關於分叉的詳情,請參閱《硬分叉和軟分叉》。