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区块链知识:SegWit之隔离见证指南

隔离见证是什么?
隔离见证(SegWit)是2015年开发的升级协议。引入这一概念是为了解决区块链网络目前面临的可扩展性问题。
据平均统计,比特币网络每10分钟验证一次新块,每个块包含几笔交易。这样,块的大小将直接影响每个块中可确认的交易数量。目前,比特币区块链每秒可处理约7笔交易。
隔离见证的主要思想是重组块数据,使签名不再与交易数据存储在一起。换句话说,SegWit升级包括隔离验证人(签名)和交易数据。这样可以在单个区块中存储更多的交易,从而增加网络的交易吞吐量。
比特币交易有时需要很长时间才能完成,因为每秒只能处理大约7笔交易。与传统的支付解决方案和金融网络(每秒可处理数千笔交易)相比,速度要慢得多。
由比特币开发者PieterWuille等比特币核心贡献者于2015年开发升级的隔离见证。2017年8月,隔离见证升级作为比特币网络上的软分叉实施。
如今,有许多加密货币项目使用隔离见证协议,包括比特币和莱特币。协议升级带来了许多优势,如提高交易速度和块容量。此外,隔离见证还解决了所谓的交易延展性问题(如下)。
SegWit之隔离见证指南
隔离见证的主要优势是什么?
增加容量
隔离见证的最大优势之一是增加块容量。通过从交易输入中删除签名数据,可以在一个块中存储更多的交易。
交易包括输入和输出两个主要部分。本质上,输入包含发送者的公共地址,输出包含接收者的公共地址。但是,发送人必须证明他们已经转移了资金,并且必须使用数字签名。
如无隔离见证,签名数据最多可占一个区块的65%。使用隔离见证将从交易输入中删除签名数据。这使得有效块的大小从1MB增加到4MB左右。
请注意,隔离见证不仅仅是块大小的增加。相反,它是一种工程解决方案,可以在不增加块大小限制的情况下增加有效块大小(这需要硬分叉)。更具体来说,实际块大小仍为1MB,但有效块大小限制为4MB。
此外,隔离见证还引入了区块权重的概念。我们可以将区块权视为替代区块大小的概念。区块权重本质上是一种测量单位,包括所有区块数据:包括交易数据(1MB)和签名数据(最大3MB),不再是输入字段的一部分。
提高交易速度。
由于区块链可能存储大量的交易数据,除了存储更多的交易块外,隔离见证还可以提高交易速度。即使块的时间相同,块也可以容纳更多的事务,所以TPS会更高。
提高交易速度也有助于降低比特币网络的交易成本。隔离见证实施前,每笔交易的费用大多在30美元以上。但随着隔离见证的实施,交易成本大幅降至每笔交易1美元。
交易延展性修复。
比特币面临的另一个主要问题是篡改交易签名。如果签名被篡改,双方之间的交易可能会被破坏。由于存储在区块链上的数据实际上是不可变的,无效交易将永久存储在区块链上。
使用隔离见证,签名不再是交易数据的一部分,从而消除了更改数据的可能性。该修复程序支持区块链社区的进一步创新,包括二层协议和智能合同。
隔离见证和闪电网络。
第二层协议需要通过修复交易的可扩展性来开发。总之,第二层协议是在比特币等区块链上构建的新平台或产品。流行的第二层协议之一是闪电网络,即链下离线支付网络。
闪电网络是在比特币网络上运行的第二层协议。闪电网络的主要目的是在短时间内确认更多的交易,从而给用户带来更快的交易。在链下收集交易,形成有效的缓冲区,最终处理供比特币网络。
闪电网络最初是为比特币开发的。然而,其他几个加密货币和区块链项目也在努力实施该技术。这不仅会减少确认时间,还会促进可扩展性问题解决方案的开发。
SegWit和SegWit2x。
SegWit是软分叉升级,这意味着它支持向后兼容。换句话说,未更新SegWit的比特币节点仍然可以处理交易。但隔离见证还有另一个可实施的版本,叫SegWit2x(S2X),需要硬分叉升级。
SegWit和SegWit2x的主要区别在于,后者不仅会改变交易批处理,还会增加块大小(从1MB增加到2MB)。尽管如此,由于需要处理更多的数据,较大的块大小会增加节点操作员和矿工的负担。
另一个显著的区别是,SegWit提案由比特币社区支持和实施。它还催生了UASF的概念,UASF代表用户激活的软分叉。
另一方面,SegWit2x建议对管理比特币的基本规则进行实质性修改。但由于开发人员无法就其采用和实施达成共识,SegWit2x最终被暂停。
NestedSegWit与NativeSegWit(bech32)的区别。
总之,本机SegWit(也称bech32)是嵌套SegWit的更新版本。bech32地址可以提高交易速度,提供更好的错误检测机制,甚至降低交易成本。此外,bech32地址为小写字母,使其更容易阅读。请注意,非隔离见证(即原比特币地址,又称Legacy)、NestedSegWit和SegWit(bech32)地址之间的交易完全兼容。但并非所有交易平台和加密钱包都支持SegWit,因此您不能直接将资金发送到SegWit隔离见证地址。币安支持SegWit地址对BTC的充值和提币,更多信息请参考SegWitFAQ。
总结
SegWit的实施标志着比特币协议的大规模升级,这也得到了分布式社区的支持和实施,使其更具吸引力。
推出SegWit可以有效解决比特币等区块链网络的相关问题,特别是在可扩展性方面。通过SegWit与第二层协议的结合,区块链网络可以处理大量交易,效率更高,成本更低。
尽管SegWit是一种功能强大、创新创新的解决方案,但尚未得到充分推广。目前,使用SegWit协议的比特币地址约占53%。
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