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【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗?

江卓尔 发布在 币头条,比特币 30 4981

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作者:江卓尔
利益相关:莱比特矿池(占莱特币全网40%算力)创始人,BTC/LTC矿工,BTC/LTC屯币者

在扩容争议中,有一种观点认为区块大小不能无限增加,否则最后只有Google才能运行全节点(full node),这将导致比特币的中心化。听起来似乎很有道理,但这个观点其实是机械且片面的。

1、比特币需要的终极带宽并不高

很多人都忽视了一点,就算全人类都使用比特币,产生的交易对计算机来说也是极其有限的

假设在遥远的未来(比如30年后),有25亿人使用比特币,每人每天产生2笔交易,每笔交易225字节,那么每个区块大小就是25亿人*2笔*225字节/每天144区块=7.45GB。

7.45GB区块需要7.45GB/600秒=12.7MB/S=101Mbps的平均传输带宽,假设比特币使用带宽不超过10%,那就需要1Gbps的带宽。这即使在今天,也不是特别夸张的宽带,更不用说在30年后了。

15 香港1G带宽

我们从1990年代拨号的K级别带宽,到2000年代ADSL的M级别带宽,再到2010年代光纤的G级别带宽。即使不考虑未来技术,现在实验室中单条光纤最大速度也达到了43T(腾讯《43Tbps网速新纪录诞生》)。我们有充足的理由展望,未来30年内有很大可能普及T级别带宽。

因此我们可以得出
结论1:在未来T级别带宽面前,比特币需要的终极带宽(0.1G)微不足道。
(注意结论1不是本文关键,请理解为随便扯扯遥远的未来,别一上来就攻击T级别带宽:)

2、现有带宽领先比特币需求十倍以上

现在比特币区块刚填满1MB,而带宽领先比特币需求十倍以上,即使是被防火墙阻挡的中国矿池,都认为可以接受8MB区块大小。(2015年6月《矿池技术研讨会——区块扩容草案》 )

区块扩容草案 8MB small
并且这个8MB是有很大提升潜力的,矿池现在不愿接受更大区块,是因为更大区块将导致矿池挖块孤立率上升。如果新块传遍全网需要12秒(区块间隔600秒的2%),那在新块传播的过程中,还没收到新块的矿池就有1%的几率挖出另一个冲突块,这两个冲突块中必然有一个被孤立,这将导致0.5%的孤立率。

矿池一般按理论产出给矿工付款(PPS模式),仅收取3%左右的矿池费,这3%中还要承担孤立和攻击损失,支付服务器和人工成本。假设这些成本占2%,那矿池利润只有1%,只要轻微的1%孤立率上升,就将导致矿池亏本

虽然现在普及的10M网络在1分钟内可以传输75MB的区块,但矿池实际上只能用前几秒到十几秒来传输新块,因此只能接受8MB的区块。但我们通过改进挖矿协议,削峰填谷,解决区块需要突发传输的问题后,可以十倍地提高区块大小潜力,改进方法有:

① 区块头先行(headers-first)方案 :矿池在收到80字节的区块头后,就可以根据区块头挖下一个块,在挖的过程中再慢慢等整个区块传输完成。

② 瘦区块(Thin Blocks):每个交易实际上在全网被广播了两次,交易发出时一次,新区块传播时又一次。通过可逆式布鲁姆查找表(IBLT)等技术,区块在广播时可以利用节点中已存储的交易信息,这将减少90%新区块传播时所需的数据量。

③ 弱区块(Weak blocks):矿池在开始挖块时就先广播正在挖的区块数据,挖成功后只要广播挖块证明,大大减少延迟。

这些改进方案在《Bitcoin Classic2016年路线图》 中均已列出,技术上不存在难点,其中的“区块头先行方案”国内矿池甚至已经联合使用了一段时间

因此我们可以得出
结论2:现有带宽可承受8-80MB的区块大小,比现有的区块大小领先10-100倍。

3、在中期目标上,带宽增速明显领先于用户增速

在现在和未来的两个端点,带宽都远远领先区块大小,但在中间的某个时间点,区块增速有可能超过带宽增速吗?我们用数据说话:

区块大小年增长率

区块大小的年增长率从长期来看逐步下降,早期一年能增加500%~800%,现在一年只能增加50%~100%,几年后可能最多就20%~30%了。全球人口是有限的,在快速膨胀期过后,越到后期的用户增速必然越慢。

而技术的步伐是不会放慢的,在过去的二十年中,带宽平均每年增长50%(尼尔森定律),CPU平均每年增加60%(摩尔定律)。在可以预见的未来,我们还有大量的技术储备可用,从T级别光纤到石墨烯处理器再到量子计算机,我们没有理由认为带宽会在现在10-100倍领先的基础上,反而被用户增长超过

我们可以举一个中期目标:比特币交易达到VISA 2014年409亿笔的级别,那么每个区块大小就是409亿笔*225字节/365天/每天144区块=170MB。

矿池通过协议优化,对区块传输进行削峰填谷,可以将可承受区块从8MB扩大到80MB,再加上带宽增加,170MB是一个几年之内就能达到的目标。而比特币几年内是肯定不可能到VISA级别的,最乐观估计恐怕也得20年。

因此我们可以得出
结论3:在中期目标(VISA级别)上,带宽增速明显领先于用户增速。

4、除了带宽,CPU和存储会是瓶颈吗?

首先存储肯定不是瓶颈,虽然8GB的区块看起来很大,但中本聪在白皮书第7章Reclaiming Disk Space(回收硬盘空间)中已经给出了解决方法,节点可以删除旧区块,这对比特币安全不会造成任何影响。

Bitcoin Core 0.12.0版就提供了修剪模式,用户可以删除无用的旧区块,把现在区块数据从60GB缩减到2GB甚至更低。

CPU更不是瓶颈了,领先幅度更大,即使是4年前的CPU都足以处理20年后VISA级别的区块。Gavin在20MB大区块测试中,使用2012年产电脑处理194MB的区块用了250秒。听起来好像挺勉强,但最近升级的libsecp256k1签名验证库能把签名验证提速7倍,也就是说优化后只需要35秒。

并且Gavin在测试里指出:一个“新”区块里的绝大部分交易其实都是“旧”交易,节点在收到交易广播时就验证过签名,因此这35秒CPU使用是平均分布在10分钟的区块间隔中。也就是说,20年后VISA级别的区块大小,仅仅占用了4年前电脑5% CPU使用率,这还有什么好担心的呢?

5、万一暂时出现了用户增加到超过带宽的情况,怎么办?

这并没有什么问题,主链网络确实装不下这么多交易时,交易就会被挤到闪电网络、离链结算等其他渠道,这是正常的市场行为。就好比车堵到一定程度,就会有一部分人被挤去坐地铁。

但不能反过来说,将来用户增速有可能超过带宽,所以比特币现在就先自我阉割,大幅修改中本聪设计的,经过6年验证的成熟架构,把日常交易强行赶到闪电网络上,把主链阉割成一个结算网络,这是极其荒谬的。

6、区块扩容与牛市

最后说点题外话。价值决定价格,比特币要有人用才有价值,用比特币的人越多,比特币价值就越高。只有中本聪自己玩的比特币是没有价值的,如果全人类都使用比特币,比特币的总市值或将比肩黄金,把7万亿美元的黄金总市值除以2100万币,就是一币200万元。

把这图再贴一次

区块大小年增长率2
① 2011年4月的暴涨,内因是前一年区块增速从103%暴涨到866%。

② 2013年1月的塞浦路斯行情,内因是前一年区块增速不减反增到702%。塞浦路斯事件只是个引子,就算没有塞浦路斯事件,也会有通浦路斯事件来引爆牛市。

③ 2016年2月,我们可能已经站在一次牛市的起点——不减反增的104%区块增速(需求增加)和产出减半(供给减少)的叠加,其意义不言而喻。

我们和牛市之间,只剩下一块绊脚石。

 

补充1:关于支付峰值问题,支付宝双十一每秒钟峰值3.25万笔=32500*600秒*225字节=4.4GB区块,不过让8GB区块变成12GB,对结论无影响。比特币的全球使用本身有很好的削峰填谷效果,你睡觉别人醒着,你双十一别人睡觉,他黑星期五你睡觉。

 

版权声明: by nc" sa 作者保留权利。文章为作者独立观点,不代表巴比特立场。
发文时比特币标准价格 买价:¥2781.48 卖价:¥2780.56

评论:30

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    夜未央-001
    夜未央-001 210 天前

    现在同步比特币区块数据需要80G的空间

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    币海云天
    币海云天 261 天前

    『【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗?_巴比特_比特币新闻资讯_比特币今日价格』http://t.cn/RGmqkUy

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    成工酱
    成工酱 274 天前

    根据已有信息,应该是一个树形结构,根是链上交易,往上一级有多个二级节点,通过闪电网络实现,再往上是三级、四级… 同时还有在线钱包服务,如Bitpay、BTCC… 中心化和去中心化互相搭配,可选项很多//@P2PBUCKS:理论上能…… 比特币必须有类似支付宝、VISA级别的比特币公司为链下转帐提供强力支持。

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    P2PBUCKS: 那你得论证T级别网络不可能,而不是简单一句“实际上不可行”。“全人类” 很大吗?70亿人的人口资料以前能堆满几个广场,现在不是一台电脑轻松装下。

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      sabreiib 273 天前

      你咋知道30年后人类每天交易次数是个位数?我觉得200次倒是很有可能,包括各种财产都是物联网的一部分,我的冰箱给厂家发虚拟币买牛奶也算哟。

      今天支付宝处理能力是比特币的数万倍,30年后支付宝早就今非昔比,还是你的数千数万倍,那btc永无出头之日。

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    暴走北纬
    暴走北纬 274 天前

    不要指望那些支持core的人来支持这个文章,他们会各种挑毛病、找问题,即使找不出来,都会说:“你这都是理论上的,现实中不可能出现。”说得好像比特币马上就超过VISA了一样。我觉得以后的事,主要看以后硬件能不能跟上,跟上,继续扩容,跟不上,就侧链、闪电网络之类的。至少现阶段,2MB完全没问题

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    BitSilent
    BitSilent 274 天前

    醒醒吧,少在这儿做千秋大梦,不扩容就没有用户,没有用户就没有价值,还在谈论什么未来?

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    P2PBUCKS
    P2PBUCKS 274 天前

    金大米:你好好看评论了吗[笑cry]

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    金大米
    金大米 274 天前

    迈出一小步都不肯

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    007龙少
    007龙少 274 天前

    //@P2PBUCKS: 理论上能,仅仅是理论上,但实际上不可行。考虑人民币的情况,现在大部分交易都在银行或第三方公司系统中完成,现钞交易越来越少。比特币也是如此,虽然链上负载能力需要逐步加强,但希望比特币链上承担所有交易很不现实。比特币必须有类似支付宝、VISA级别的比特币公司为链下转帐提供

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    P2PBUCKS
    P2PBUCKS 274 天前

    理论上能,仅仅是理论上,但实际上不可行。考虑人民币的情况,现在大部分交易都在银行或第三方公司系统中完成,现钞交易越来越少。比特币也是如此,虽然链上负载能力需要逐步加强,但希望比特币链上承担所有交易很不现实。比特币必须有类似支付宝、VISA级别的比特币公司为链下转帐提供强力支持。

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    比特币QQagent
    比特币QQagent 274 天前

    【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗?_巴比特 http://t.cn/RGmqkUy

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    比特币就是传销骗局,博主就是传销骗子,只会洗脑的垃圾

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    攸凝渊
    攸凝渊 274 天前

    【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗? http://t.cn/RGmqkUy

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    sabreiib 274 天前

    闪电网络和侧链的处理能力是每秒多少?VISA和MASTER在实验室实现了4-6万笔每秒,日常实际峰值 1.5万笔左右。支付宝是10万笔级别的处理能力。号称21实际最具颠覆的加密货币技术解决方案, 没有10万-100万每秒的实力就不要出来丢人了。

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    诺赢千里
    诺赢千里 274 天前

    江卓尔的比特币能承载全人类的交易吗?http://t.cn/RGmqkUy 挺不错的文

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    jokerfang 274 天前

    首先,不是达到满足全年平均交易数的宽带量就是不太高的“终极带宽”了,人们的交易不是平缓的而是有波动的,像是楼下说的双十一,西方的黑色星期五,圣诞节,春节,这些购物节日就算8GB一样堵给你看,难道过节时就不能用BTC买东西了吗?还是说这些都要靠增大区块来解决?

    这还牵扯出第二点,假如区块变得如此大,以后挖矿的自带收益又低,那么请问,在非节日平,交易量小的时候(几乎没有手续费),那矿工去吃什么?喝西北风吗?别忘了我们能有稳定安全的POW网络用是建立在稳定的算力的基础上的。

    所以,不要被”美好的”大区快忽悠,好像我们用户都在被矿工剥削一样。这么方便安全的网络就不该是免费的,想要安全就交手续费,想要免费就去LN和侧链承受少量风险,就那么简单。而比特币主链的稳定建立在矿工的稳定之上,你作为股东,却不保障矿工的利益,等到人家罢工辞职,到时候损害的还是股东自己的利益。

    PS:所谓侧链,别想得太高大上。比方说你和商家的账户都开在淘宝,然后你跟他进行了交易。这笔交易直接由淘宝方在你们的账户上改改数字,而不是放到主链上去结算,这种就算是侧链了。

    PST:有人会说转成POS,对此我说一句:任何在没有达成绝大多数共识时分裂社区的措施都是非常危险的。

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      江卓尔 274 天前

      30年内我觉得T级别带宽还是很有可能的,我们从K到M到G也不过用了30年。

      T级别带宽下,GB级别区块大小就九牛一毛(0.1秒传完),支付宝双十一每秒钟峰值3.25万笔=32500*600秒*225字节=4.4GB区块,不过让8GB区块变成12GB,有何影响?

      矿工会按天算收益吗?显然不会,矿工当然是按长时间尺度(年)算投资回报,偶尔峰值低谷有什么影响?平时是基本收益,节假日是红包。

      你说的“交易量小几乎没有手续费”,请在 https://chain.btc.com/zh-cn/stats/block-size 找找,哪天出现过这种情况?你不交易别人交易,你睡觉别人上班(全球化),何来交易量小?

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    比特犬猎人
    比特犬猎人 274 天前

    屁毛经济学都不懂的垃圾码农程序猿

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    sabreiib 274 天前

    我真不知道说啥好了,莱特币老大都是这么按计算器的?30年后每天50亿笔交易就是每秒5.8万笔,还不如2015年双11淘宝的8.59万笔每秒,作者是想表达bitcoin比支付宝落后30年吗?马云做梦都想笑了。

    区块链根本就是个清算网络,还是个低处理量的清算。

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      江卓尔 274 天前

      5.8万笔/秒是平均需求,需求就那么多,有什么办法?
      拿峰值比平均,没有任何意义,支付宝平均一天交易数也就亿级别,平均每秒千级别,所以你想表达支付宝比双11淘宝落后30年吗?

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        sabreiib 274 天前

        你的意思是每当双11或者黑色星期五的时候btc的区块大小都变成1GB,然后平时就改回2M? 再者,作为新兴IT技术,如果没有对旧技术(支付宝)的量级优势,还有脸说自己是金融革命? 支付宝按照你的标准今天已经可以承担全人类的交易了,何须再等30年?

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          江卓尔 274 天前

          现在双十一可能用比特币吗?当然不可能。
          什么时候双十一会用比特币?至少得25亿人用比特币时吧?
          25亿人用比特币时平均区块多大?8GB。
          双十一峰值区块变多大?8+4=12GB。

          所以像你这种人啊,逻辑真可怕,还2M变1GB。

          量级优势哪里没有呢?你怎么不算算T级别带宽等于一秒多少笔交易?
          支付宝当然可以承担全人类交易,那又怎么样?
          你有个特别大号钱包,钞票就会自己飞到你钱包里吗?

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            sabreiib 273 天前

            今天支付宝的处理能力是比特币的数万倍,再过30年,就你比特币在发展?支付宝就不发展了?龟兔赛跑的故事上瘾了? 一个处理能力远远跟不上时代需求的支付系统,根本就等不到25亿人来用你的那一天就被扔进历史的垃圾堆了。

            当然,比特币链下交易如果发展起来,处理能力超支付宝也很正常,这才是正确的思路,比特币主链能充当清算网络已经算很不错了。这几年来比特币属于小众,一小撮人可以享受到清算网络里面的大银行的待遇就被惯坏了,以为就可以搞日常支付系统了,结果玩的人稍微一多就挤爆了主链,笑死人。

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    币看-btckan
    币看-btckan 275 天前

    虽然不认可作者的结论,但支持作者用数据说话,摆事实讲道理的表达方式。

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    --地水火风--
    --地水火风-- 275 天前

    //@pz-pz:很不错的技术贴,推荐大家看。赞!

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    金大米
    金大米 275 天前

    非常赞成该文观点『【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗?_巴比特_比特币新闻资讯_比特币今日价格』http://t.cn/RGmqkUy

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    pz-pz
    pz-pz 275 天前

    很不错的技术贴,推荐大家看。赞!

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    闪电HSL
    闪电HSL 275 天前

    大招。漂亮

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    【基础科普】比特币能承载全人类的交易吗?—— 在扩容争议中,有一种观点认为区块大小不能无限增加,否则最后只有Google才能运行全节点(full node),这将导致比特币的中心化。听起来似乎很有道理,但这个观点其实是机械且片面的。http://t.cn/RGmqkUy

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