第8讲:比特币的问题挑战与竞争对手
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你好,我是朱嘉伟,欢迎收听由虫洞社区和火币集团共同打造的《从0到1,全面学透区块链》V3.0最新版。

 

第7讲,我们学习了比特币发行、记账和交易原理,知道了比特币的发行遵循每个比特币的产生伴随着每一页账单的诞生,并且比特币每四年减半;比特币的记账采用竞争记账的方式,就是记账者获得新生比特币奖励和被记录在账单里的交易的手续费;而比特币的交易,和银行卡交易基本上一样简单。

 

今天我们一起来学习第8讲:比特币的问题挑战与竞争对手。

 

一、比特币的问题挑战

 

比特币最大的问题调整是区块大小,也就是大家常说的扩容之争。

 

我们之前学习过,比特币每一个区块大小的上限是1兆,大概能容纳1000条左右交易信息。上比特币区块链浏览器查看,你就能查看到,现在每个区块大概都是1M左右,已经达到区块容量的上限。很多交易就不会在交易发生后的第一个区块被打包和确认,可能要等好几个区块,甚至更久。这种情况称为网络拥堵。比特币网络的正常转账量已经远远超出了1兆区块能够承受的最大容量。每个区块的大小都是1M,所以扩大比特币区块容量,突破现有的1兆的大小限制,这个过程叫扩容。扩容,从2014年开始就被比特币社群,就提上了议事日程。

 

我们知道,比特币网络是一个去中心化的网络。在这个世界里,没有一个中心化的决策机构来负责比特币网络的运维,凡事靠社区去协商,才能达成一致。在扩容这件事上,不同的团队有不同的理念,所以推进的效率也比较低。

 

2015年年底的时候,比特币Core开发团队和矿工在香港进行圆桌会议,达成了“香港共识“,不过这个共识很快流产了。

 

在2017年纽约,比特币社区进行重新协商,采用隔离见证+2兆扩容的方式,再一次达成共识,来自全球21个国家56家知名区块链初创公司共同签署这项共识,而且得到了全网大约83%的算力支持。所以从2017年上半年开始,比特币的系统开始进行升级和部署。

 

比特币扩容的方案有很多,在历史上也经历了很多迭代。总体来说,分为两种方式:

 

第一种是不碰比特币本身的区块,用闪电网络去进行比特币的结算,将大量的交易置于比特币本身网络之外。

 

解释一下什么是闪电网络?打个比方,我们几个朋友一起玩牌,不会每一轮都结算,而是在结束之后进行清算,A欠B 10元,B欠C 20元,最后就是A给C10元,B给C10元就可以了。闪电网络也会先把小额交易进行记账,最后进行结算。这样比特币网络不会被大量小额的交易所占据。但是这个技术目前没有发展成熟,并且闪电网络需要在隔离见证技术之上才能进行运用。目前还没有被大规模运用。所以,大家把目光又放到了比特币的区块大小扩容上。

 

第二种是直接扩大区块的大小。

 

关于比特币区块的扩容,是现在在技术上相对来说比较成熟的方式。我给你介绍以下三个主要的方案。分别是BIP141、UASF、SegWit2x。一听这三个名词你可能比较懵,别急我慢慢给你讲。

 

第一种扩容方案:BIP141。

 

BIP141是比特币Core团队提出的隔离见证方案,那么什么是隔离见证呢?隔离见证是为了让区块承载更多的交易量而设计的,我们知道区块上的信息分为交易信息和见证信息,交易信息就是区块链记录的一笔笔的转账,见证信息就是在每个节点在什么时间验证交易信息的可靠性的信息,中本聪在设计比特币的时候,直接把这两个信息放到了区块里面,所以一个区块能承载的交易信息就没多少。那么如果将见证信息从区块里拿出来隔离,区块只需要存储它的交易信息的话,从这个角度也可以扩大了区块能承载的交易信息。

 

BIP141是当前公认的隔离见证激活方案。具体激活条件是:在2017年11月15日前的任意一个难度周期(约两周)内,如果有95%的算力发出准备就绪信号的话,隔离见证将被激活。但是这个条件很难实现,所以有人提出其它激活方案,比如UASF和SegWit2x,用这种方式帮助实现BIP141,激活隔离见证。

 

第二种扩容方案:UASF。

 

UASF,意思是由用户激活的软分叉。UASF采用一个叫BIP148的软件来激活隔离验证。在2017年8月1日这天,比特币BIP148软件会拒绝不包含bit1信号的区块。也就是说如果大多数矿工运行这个软件,他们会拒绝那些少数没有运行这个软件的矿工挖出的区块。因此,这些矿工会拥有最长的链,并在该最长链上激活BIP141的隔离见证条件。最终运行BIP141的节点会在链上看到超过95%的区块包含bit1,从而触发隔离见证。这个方案已经实施,诞生了我们现在看到的新的区块链资产比特币现金。比特币现金的区块大小可以上升到8M,可以容纳的交易笔数是原来比特币原链的大小的8倍左右。

 

第三种扩容方案:SegWit2x

 

SegWit2x是由一些比特币公司和80%以上算力的矿工在2017年的纽约Consensus大会上,签署的纽约共识,通过BIP91来激活隔离验证。BIP91做法是:当连续两天内有80%的算力发出支持BIP91的信号的话,所有的BIP91节点将拒绝所有不含BIP141准备信号的区块,因此,这些矿工会拥有最长的链,并在该最长链上激活隔离见证。在激活隔离见证之后,2017年年底或者2018年年初,SegWit2x将通过硬分叉把区块大小上限从当前的1MB增加至2MB。这个方案到最后也没有实施。

 

刚才提到了硬分叉和软分叉,那么什么是硬分叉,什么是软分叉呢?

 

什么是硬分叉?

 

硬分叉是当比特币协议规则发生改变,而且发生旧节点拒绝接受由新节点创造的区块的情况时,区块链将分成2条独立的链。矿工需要在2条区块链中选择一条进行挖矿。

 

什么是软分叉?

 

软分叉是当比特币协议规则发生改变,旧的节点将遵循改变后的规则,并且接受由新节点创造的区块时,不会产生2条区块链,而是在原区块链上同时新、旧并存。类似于软件升级后,当你保存了一份Word 2013文档的同时,你仍然可以用Word 2011来打开原来的Word 2013文档,这就是向前兼容。

 

对于普通人来说,如果比特币真的分叉,最大的风险就是“重放攻击”。

 

那么,什么是“重放攻击”呢?

 

这个事情在2016年7月以太坊进行硬分叉的过程中发生的事情,当时交易平台和用户因为基本都是第一次遇到这样的事情,经验和准备都不足,因而受损失不少。举个例子,如果比特币分叉为一种或多种比特币,我们姑且先把它叫比特币1/比特币2/比特币3等,用户账户内同时存在这3种对应数量的所有分叉的比特币,每条链上的地址和私钥生产算法相同,交易格式也完全相同,导致在其中一条链上的交易在另一条链上很可能是完全合法的。所以使用者在其中一条链上发起的交易,就可以到另一条链上去重新广播,也可能得到确认。这就是“重放攻击”。简单来说,在你转账比特币1的时候,你的比特币2/比特币3也可能同时被转走,如果你转出的地址不是自己的,那些比特币2/比特币3也就给别人了。

 

对于用户来说,要防止重放攻击,其实也很简单。你该怎么做呢?

 

方法一:在分叉尘埃落定之前,不要转账比特币。在分叉落定之后,可以将比特币分别转到属于自己的两个不同的地址,直到两个资产彻底分离完成为止,之后再进行比特币转账。这个方法可能需要消耗大量的时间和手续费。

 

方法二:将自己的比特币放进靠谱的钱包或交易平台。这些有技术实力的平台会自发的运营去帮你处理好分叉过程中的可能会遇到的各种问题。如果将自己的比特币存在仅支持分叉后部分比特币的钱包里,将可能面临分叉后产生的其他部分比特币无法使用的损失。

 

二、比特币的竞争对手

 

比特币既然有这么多问题调整,就一定会有人出来进行优化。所以,说到比特币(BTC)的竞争对手就要一定要说比特现金(BCH),当然也有人说BCH才是更符合中本聪理念的,是真正的比特币。这个争论我们先不谈,先来看看BTC和BCH的关系。

 

BCH是在2017年8月1日在BTC上分叉出来的一条新的区块链。

 

首先,来看看BCH和BTC有哪些相同点呢?

 

1)共识机制相同都为PoW

2)出块时间相同,都是10分钟出块

3)数量相同:都是2100万

4)挖矿奖励每四年减半一次

 

其次,再来看看BCH和BTC有哪些不同点。

 

1)与BTC相比,BCH最大的不同在于区块大小,BCH区块大小为8M(目前已经是32M)。更大区块能打包的交易数据也就越多,这也就能很好的解决区块拥堵的问题。

 

2)相比于BTC目前只有1M的区块大小,并且后续的扩容方案不明确;BCH对区块大小的扩容态度更加开放,最近CSW( Craig S Wright ,人称澳本聪)还提议直接将BCH区块大小扩容128M。

 

第三,来看看BCH的优势在哪里呢?

 

2017年8月1日,BCH成功在区块478559与主链分离。这是一个非常重要的节点,区块大小8M,且后续可实现区块容量动态调整机制(在今年5月的硬分叉,BCH扩容至32M)。BCH是完全去中心化的开发团队,而BTC实际上是被Bitcoin Core控制的。

 

BCH一下扩容到8M并移除了隔离验证,立刻解决了拥堵问题、费率高的问题、确认速度慢的问题。

 

BCH一出来就被全球的主流平台支持,市值立马就被送到了第四位。另外,BTC的基础设施只需要简单的修改就能立马支持BCH。这就意味着BCH天然有广泛的用户基础,且以糖果的形式空投给所有持有比特币的人。

 

最初挖BCH是要亏钱的,但还是会有很多匿名矿工来支持BCH,这除了是信仰之外,不知道如何解释。

 

BCH有一个机制是过去的6个区块间隔大于12小时,就会把难度降低20%。所以经过几次调整,BCH就开始比BTC的收益高,因此那些逐利的矿工就来挖BCH了,他们把矿机切换到BCH,就导致BTC拥堵更厉害了。然后越多的矿工支持BCH,BCH的价格就会越高。算力的变化,实际上是那个时候的币价变化的一个核心参考因素。当然这个过程当中会有一个平衡,当越来越多的BCH矿工挖矿的时候,他们分到的BCH就会越来越少,这也就致使他们后来因为利益又会把矿力切回到BTC,这中间就产生了平衡。

 

BCH除了区块扩容之外,目前基于BCH的智能合约实现方案、简单账簿协议(SLP)等方案也在探索之中。

 

BCH的出现是顺应了历史潮流,是在那个当口爆出来的历史必然,而后面出现的各种分叉,很多都是为了分叉而分叉,这里就不细说了。

 

 

好了,总结一下,这节课我们讲了比特币的问题挑战与竞争对手,比特币最大的问题挑战就是扩容以及分叉。为什么比特币需要扩容?因为比特币的每个区块在设计上只有1兆大小的限制,为了修改这个缺陷,就有了闪电网络以及3种比特币扩容方案。

 

我还向你讲解了比特币「分叉」的知识,「分叉」分为硬分叉和软分叉:

 

硬分叉是当比特币协议规则发生改变的时候,发生变化的旧节点拒绝接受新节点创造的区块,区块链会因此分成2条独立的链;

软分叉是指当比特币协议规则发生改变的时候,旧的节点按照改变后的规则,继续执行,它会接受由新节点创造的区块,它不会产生两条新的链。

还有,我们还提到为了防止比特币分叉带来的“重放攻击“的风险,你可以做两件事:第一、在分叉尘埃落定之前,不要转账比特币;第二、将比特币放在一个你信赖的能帮你处理好分叉问题的钱包或交易平台里。这两点,请大家一定要记牢。

 

今天留给你的思考题是一道简单的计算题,如果比特币进行扩容成功,一个区块大小1兆扩到原来的8倍左右,假设比特币出块的时间还是10分钟不变。一年之后,你下载一个全节点钱包,需要同步的数据量会增加加到多少倍呢?把你的答案留在留言区吧,同时也看下其他同学是怎么思考的。

 

 

最后,恭喜你完成《从0到1,全面学透区块链》第8讲的学习。至此,我们讲完了区块链1.0时代对故事和技术,下一讲,第9讲,我们一起来学习少年天才V神与以太坊的诞生。


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