比特币扩容之争

声明:

以下内容,系作者认真研读相关资料,结合自己的理解,给出的观点。

所以,你要相信,我所说的,可能都是错的。
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长文预警:
本文正文2800字,如果你刚刚接触区块链,我想会对你有启发,
当然,你也可以直接拉到低端看总结,针对总结中感兴趣的部分回看正文,
相信我,你不会失望。
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01 绝佳的学习机会

比特币从09年诞生至今,关于区块链扩容的争论就没有停止过,每一次争论,都牵动着比特币的价格,也牵动着大多数投资者的心。

比如最近几天的扩容争议,让比特币价格从1个19000跌到13000再涨到19200(短线投机者是不是在坐过山车,哈哈)

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其实,在我看来,

每一次价格振荡,都是一次绝好的学习机会

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这里给出一张比特币诞生以来的价格走势,我们可以看到

  1. 虽然扩容争议不断,但长期来看,比特币价格始终是在涨的
  2. 比特币价格是波动上升的

那么一个有价值的问题来了

是什么事件造就了每一个波峰和波谷呢

本文仅从区块链扩容争议的角度,尝试分析扩容争议与比特币价格的关系。

读完本文,你将了解

  1. 为什么要扩容?
  2. 已经实现的扩容方案原理(超简单)
  3. 本次争议的扩容方案及其对比特币价格的影响

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背景阅读

初窥区块链世界

比特币101

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02 为什么要扩容

上一篇文章中,我提到了比特币区块链的一个隐患,原文如下

我们知道,区块每10分钟产生1个,当你这笔交易发生时,世界上还有无数笔这样的交易也在发生。

这些在某段时间内发生的交易会被一起写入某一个区块,当这个区块被链接到区块链时,你的这笔交易就被确认了。

你看出这里的隐患了么?

对!

当比特币用户越来越多,1个区块容量不足以存储10分钟内发生的所有交易时,比特币网络将开始出现阻塞

这就是隐患所在,也是区块扩容的争议中心点。

现在,我们从理论的角度来计算一下目前比特币网络的交易确认速度。

背景知识

比特币钱包是存储密钥的地方,这个密钥用于唯一证明某些比特币属于你,密钥分为公钥和私钥

  • 公钥:可以理解为你的邮箱地址,任何人都可以根据这个地址向你发送信件(比特币)
  • 私钥:可以理解为这个邮箱的钥匙,只有持有这把钥匙的人才能打开邮箱,拿到里面的信件(比特币)

这里提到的公钥,私钥,地址,我们下期详细讲解。

我们还是用支付宝付款场景来类比,比特币世界的一笔交易也包含3个信息

  1. 交易地址/公钥(支付宝收款人)
  2. 交易金额(支付宝付款金额)
  3. 交易签名/私钥(你的支付宝付款密码/指纹)

其中,主要占空间的是公钥,256bit(其实已经做过压缩处理,处理方法我们下节讲)

即,一笔交易占用的空间大小约为256bit

我们知道,每10分钟产生1个区块,每个区块容量1M。

那么,比特币网络每秒钟最多能够确认的交易数为:

1024Kbit/256bit/(10*60s)=6.67

即,目前的比特币网络,每秒处理的交易数不超过7条。

我画了一张图大家感受一下这样的处理速度。

这样的处理速度,在比特币诞生之初并不是问题,毕竟那时的用户量,交易量都相当少。

但是,随着比特币价格暴涨,用户,交易量激增,比特币网络每秒7比的交易处理速度早已不能满足这样的交易量,导致比特币网络常常出现阻塞。

于是,近年来,比特币扩容争议周期性地爆发。

所以,你看到了,为什么要扩容?

比特币网络每秒7比的交易处理速度早已不能满足暴增的交易量,导致比特币网络常常出现阻塞

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03 已实现的扩容方案

扩容,有两条路可以走

  1. 压缩交易数据大小
  2. 扩大单个区块容量

我们知道,一笔交易数据由公钥、交易金额和交易签名构成,其中,公钥占据的空间最大。

那么如果我们能压缩公钥大小,是不是就可以压缩一笔交易的大小,从而达到扩容的目的了呢?

是的,这就是早期扩容的思路

压缩公钥

那么公钥的压缩逻辑是什么呢?

简要背景

  • 比特币交易需要密钥,密钥=私钥+公钥,私钥、公钥是成对出现的
  • 公钥由私钥通过椭圆曲线算法得到,这个过程是不可逆的(即,不可能从公钥反推私钥)
  • 生成的公钥其实就是椭圆曲线坐标上的一个坐标点,包含了(x,y)坐标

通过以上背景介绍。我想你应该已经看到公钥压缩的关键点了

(x,y)坐标、椭圆曲线

压缩思路是这样的

  1. 既然公钥是椭圆曲线上的一个坐标点,那么x,y之间就可以通过函数联系起来
  2. 即,y可以由x计算得到
  3. 那么,我们是不是可以只取公钥的x坐标存放在交易数据中

是的,当我们只保存公钥的x坐标,公钥占据的空间立刻从512bit缩减到了现在的256bit,扩容100%

棒!

如果公钥没有压缩,那么我们现在的比特币网络每秒只能处理3条交易,那时的网络拥堵情况会更加堪忧。

这就是已经实现的早期扩容方案,简单粗暴,对吧。

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04 本次争议的扩容方案及其对比特币价格的影响

2017年7月19日,BIP91提议开始接收矿工投票信号,这意味着比特币扩容争议迎来高潮,也意味着比特币分叉与否即将尘埃落定。

我想大家对于上句话,应该是懵圈的,不要着急,让我来简短地向你说明。

背景知识

  • BIP:Bitcoin Improve Proposal,比特币改进建议。是比特币的开发者、爱好者就改善比特币交易能力提出的建设性建议
  • 算力支持:成功确认1个区块的矿工,可以算作一点算力
  • 一笔交易包含交易地址(由公钥生成)、交易金额、交易签名(由私钥生成)
  • 一个区块的容量是1M,区块用于存储交易信息

好了,那么我开始梳理其中的逻辑。

本次扩容争议的2个核心扩容逻辑

  1. 隔离见证(Segwit): 一笔交易中的交易地址和签名分开存放,交易地址和金额仍然存放在区块中,而签名则存放在另一个安全的关联地址,再使用升级算法,这样一笔交易的大小理论上可以被压缩75%。
  2. 扩大区块容量:目前的区块容量是1M,如果把区块容量扩大到2M,8M,32M呢?
    (我认为这个想法很危险呐,少年!其中涉及到的区块构造时间、安全性都将大打折扣,而且你小小笔电里的比特币钱包客户端也难以承受这么大的扩容啊。)

本次扩容争议的2个核心BIP

  • BIP148
    隔离见证(Segwit)提案,不过此BIP生效与否,由用户、交易所、支付处理商来决定,而不是由算力决定。因此BIP148又被称为UASF。

    我认为这个提议是相当激进的,它将原本由算力主导的网络变成了有用户端主导,这很可能会背离区块链去中心化的原则。

    失去了去中心化的原则,比特币的价值何在呢?

  • BIP91
    隔离见证(Segwit)提案+区块2M扩容,此BIP生效与否由算力决定,如果7月19日之后的336个区块的算力中,超过80%的算力支持BIP91,那么提议将被执行。

这两个BIP的区别在于,BIP148激活权在用户端而BIP91激活权在算力。

如果BIP91得不到激活,那么BIP148将开始被执行,这样比特币区块链将有更大几率分叉,产生出几个竞争币。

你看到了,这就是7月19日前后,比特币价格大跌30%(19000->13000)的原因

人们不确定BIP91能否获得80%的算力支持,也就不确定比特币是否会分叉,不确定是否会产生出比特币的竞争币

一旦竞争币产生,普遍认为比特币价格会大大缩水,于是人们开始抛售比特币,导致比特币价格大跌。

3天后,比特币价格强力回升,从13000元一度飙到了19200元,为什么呢?

按照这个套路,你应该已经知道了

7月21日,BIP91得到超过80%的算力的支持,正式锁定。

于是分叉暂时不会发生了,竞争币暂时不会出现了。

于是比特币价格迅速回升。

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05 总结

本文解释了比特币扩容的必要性和早期方法,然后从扩容争议的角度,简要分析了争议对比特币价格的影响。

总结如下(如果你直接看的总结,建议按需回看对应小结哈)

1. 为什么要扩容?

比特币网络每秒7比的交易处理速度早已不能满足暴增的交易量,导致比特币网络常常出现阻塞

2. 早期的扩容方法

压缩公钥(512bit>>256bit)

3. 本次扩容对比特币价格的影响

不确定是否会分叉前(BIP91未锁定),人们抛售比特币,使得比特币价格大跌30%

确定暂不会分叉后(BIP91被锁定),人们加大买入比特币,使得比特币价格猛力回升

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我的一点不成熟的小建议

  1. 不要做短期的投机者,如果你想要投资区块链,就去认真研究它
  2. 然后,相信你的判断,买定离手,毕竟注意力更加宝贵
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