隔离见证有效达成链上扩容效果的阻力

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第0章 引言

 

隔离见证本身是一种交易延展性解决方案,但随着比特币社区对扩容呼吁越来越大,隔离见证的支持者转而强调隔离见证也是一个链上扩容方案,说能给链上带来相当于现在区块的1.7的效果。

好,让我们仔细分析下隔离见证链上扩容效果吧。

 

第1章 隔离见证带来扩容效果的原理

 

用户发送一笔比特币交易,数据可以分为简单两部分,一部分是UTXO交易数据,另外一部分是签名数据。在现有的比特币区块打包规则里,这两部分数据都是同时打包进区块,并且一个区块的数据大小上限是1M。

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隔离见证使用新的交易格式,这种格式将签名数据放到了另一个区块里,现有1M区块里将只放UTXO交易数据。

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这样1M区块就相当于容纳了更多的交易。

如果1M区块按现在的交易格式,如果全部打包数据量最小的交易,即1个输入,1个输出,1个找零的交易,即226字节,1M区块能打包大约 4400笔交易。其中每笔签名数据大约为85字节,UTXO交易数据约为141字节。

如果这种交易全部更换成隔离见证新创建的交易格式,1M区块里将能容纳141字节(226-85)的每笔交易共7000多笔,签名数据将会有0.6M,也有些人说是0.7M,这就是1.7M扩容效果的来源。

现在比特币网络平均一个区块只有2500笔左右的交易,因为多输入输出会让交易数据更大。如果全部换成隔离见证交易,能增加多少,要看签名数据占总数据多少。但签名数据大小会依然签名方式和签名数量多少来决定,这个很难估算。最极端的是如果交易全是多重签名的交易,那签名数据会很大,在比特币测试网络上,打包出3.7M的双区块,其中1M UTXO交易数据,2.7M签名数据。但只包含了非常少的交易量。

 

第2章 隔离见证交易格式会很快普及吗?

 

目前比特币网络有两种交易格式,一种是P2PKH,就是1字开头地址发出来的交易。另一各是P2SH,这是3字开头发出的交易。

隔离见证设计了两种新的交易格式,叫P2WPKH和P2WSH,分别用来取代上述P2PKH和P2SH。

隔离见证可以让比特币全网同时存在上述四种交易格式。

只有使用P2WPKH和P2WSH这两种交易格式,才能实现扩容效果。因为这两种隔离见证交易格式在1M区块里不包含签名数据,而是将签名另存他处。

隔离见证这两种交易格式,并不兼容1字开头的地址,只兼容3字开头的地址。现在全网大部分地址是1字开头的。要想让隔离见证起到扩容效果,就必须鼓励大家更换地址。

这个并不容易。很难想象比特币全网能够快速减少1字开头的地址,并更新到3字开头的地址。

有人会拿一个地址当作身份标志,这些人长期使用这个地址交易了几百几千笔交易,这些1字开头的地址要被取代,是有些可惜的。

有些地址是有历史文化意义的,比如有人悬赏购买有万币交易记录的老地址,有人悬赏2011年以前的地址,这些地址被更新掉是需要更多的理由。

另外一个阻碍是钱包的更新速度,企业要为隔离见证重新写钱包软件,这并不是一件能够快速完成的事情。而对用户来说,总是有很多人不会更新自己的钱包,除非你不得不更新。

还有另外一个阻碍来自于有人担心隔离见证的设计。它把签名移出了交易数据结构,但在原来的签名字段里留空,对旧节点来说这些交易就是一个anyone-can-spend(任何人都能花)的交易。很多人不喜欢这个设定,这也是隔离见证非常大的争议的一个原因。这部分人未必会喜欢将自己的UTXO以这样的格式锁定在地址上。

 

第3章 隔离见证设计了一种对矿工不利的鼓励方式

 

那怎么办呢?Core为此设计了一种手续费折扣办法。

现在比特币区块拥堵,手续费很高。普遍收费是0.0015BTC/KB。

隔离见证交易,将会对签名数据的手续费有一个折扣,价格是1M区块里数据的1/4。

如果你现在发一笔1对1的交易,即单签名的P2PKH,226字节,现在合理的手续费是0.00034btc,如果使用隔离见证交易格式,即P2WPKH,那手续费将会是 0.0015*(226-85)/1000+0.0015*85/4/1000=0.0002 btc。

这种经济激励政策是很不合理的,修改了比特币的原本只有唯一的经济影响因素:区块大小的空间。

然而,对矿工来说,验证签名数据比验证UTXO交易数据更难,得到的工资却更低,这很难说的过去。这样的设定没有任何科学或数据支持的推理。

我们都知道现在矿池挑选交易打包是只看钱不认人的,谁出的手续费高,就打包谁的交易。

如果隔离见证交易普遍都比现在的P2PKH和P2SH交易包含了更少的手续费,对矿池来说,如果他们不改变打包顺序设定,那就意味着隔离见证交易将会需要更长的确认时间。

(题外话:不知道为什么会有矿工支持这种模式。我看懂隔离见证的时候,我觉得这玩意不太可能被理性的矿工接受。但事到如今,竟然有35%的算力投票支持它。)

这就尴尬了,让我们来推理下,比特币在隔离见证下的交易手续费。

如果区块继续拥堵,理性的矿工会优先选择非隔离见证见证交易来打包,用户发送P2WPKH和P2WSH交易确认时间更慢。这样会降低隔离见证的普及速率。

如果区块不拥堵,手续费将会下降到大家都可以接受的地步,比如1块钱以下。那这样隔离见证的手续费折扣就没有意义了,大部分用户都不会被几毛钱吸引。

 

第4章 小结

 

隔离见证要想实现扩容效的主要阻力来自以下几点:

  1. 用户可能想保留继续使用1开头的地址。
  2. 钱包的更新速度,用户更换新钱包的速度更慢。
  3. 部分用户不支持anyone-can-spend的交易。
  4. 理性的矿工会优先打包非隔离见证的交易。

 

如果这些阻力不能有效解决,隔离见证只能寄希望于offchain了。

 

第5章 结束语

如果使用一个硬分叉直接将区块上限扩大,这些问题都不存在。

 

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作者:tan90d(微博@闪电HSL 微信tan90d 微信公众号 闪电HSL) 如果本文对您有用,欢迎打赏我一点比特币,谢谢。
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