[block #15] 比特币如何扩展

比特币圈子最大的冲突就是扩容战。

三、四年前，比特币的用户基数和交易量都很小，每次转账通常只需几美分甚至免费。自 2016 年以来，随着交易量的上升，区块大小已逼近 1MB 的上限，平均容量约为 2000 笔交易。为了让转账交易尽快得到确认，用户支付给矿工的交易手续费也有所增加。

在写这篇文章的时候，每笔交易平均225B，每字节130sat/B以上的出价可以得到优先确认（90%以上的概率被添加到最新区块）。交易费用估计为 6000 美元/BTC 约 75 美元。这笔费用对于大额汇款可以忽略不计，比银行电汇便宜十几倍，但显然不适合购买咖啡等小额交易。

为解决目前交易量饱和、交易手续费高的局面，比特币需要扩容。对此几乎没有争议。至于具体扩容计划，有两大阵营：以矿工群为代表的大区块群和以Core开发者为首的二层网络群。

Big Block Pie 的扩展策略很容易解释：1MB 块被填满，对吧？增加块限制。首先增加到2MB。2MB 仅 4MB 或 8MB 是不够的。大块极端分子认为即使是 1GB 的块也是可以接受的。

面对难题时，显而易见的解决方案往往有明显的缺陷。大块方案也不例外。

我们来看看一个 2MB 的区块有多大用处：最大区块容量约为 4,000 笔交易，平均每秒 7 笔交易，相当于 Visa 信用卡最大交易量的 1/8,000，平均240一份。交易费用最多减半。平均确认时间不变。比特币显然仍然不适合咖啡。

如果使用大块策略让比特币处理 Visa 级别的交易量，则块限制将提高到 0.25GB。这意味着区块链每年以 13TB 的速度增长（参见【区块#8】应对区块链数据爆炸），比特币全节点的运营成本飙升，节点更加中心化。大块的另一个副作用是验证和同步时间延长，分叉的概率增加。这些后果降低了比特币网络的整体安全性。

并且大块策略不会每十分钟改变一次平均块率。确认交易的等待时间仍会以分钟为单位，不满足需要快速支付的应用场景。

有人会说GB级别的区块很荒谬，但比特币不需要对标Visa，为什么不先扩容到2MB15年前比特币多少钱一个，再根据情况增加到4MB或8MB呢？这种大小的块似乎没有太多的副作用。

2MB 块本身不是问题，但是从 1MB 到 2MB，从 2MB 到 4MB，每次扩展都需要硬分叉（参见 [block #9] Fork、Sleep Education 和 SegWit2X）。即使是软分叉也应该非常小心，更不用说硬分叉了。硬分叉不仅会带来更高的风险，而且还是清理历史错误和引入重要改进的绝佳机会。将其浪费在诸如双重扩展之类的琐碎更改上是小孩子的游戏。比特币不是莱特币、以太坊或门罗币。在目前的发展阶段，如果不同意硬分叉，就像计算机博士生在拿到学位前突然想转专业为采矿专业一样鲁莽。

既然大区块是急功近利的短视方案，那么比特币扩张的路径在哪里？

基于第二层支付通道的闪电网络（Lightning Network）是目前最有前景的解决方案。闪电网络使用哈希时间锁定合约（HTLC）允许用户在比特币主链上锁定一笔资金，并打开一个链下支付渠道。后续支付完全不受主链出块速度和出块上限的影响，交易延迟从分钟降低到毫秒，交易量也增加了多个数量级。

交易双方无需信任第三方（如中心化银行或交易所），交易费用接近于零，亚聪级别的支付金额（细分比特币的原子单位“聪”）可以实现，可以实现流式支付（比如每秒在线播放）。整个过程使用洋葱网络传输交易信息以增加匿名性。只要使用相同的哈希锁，跨链交易就变得简单。

如果交易双方长期合作，支付渠道可以无限延续，不需要定期在主链上结算；如果一方试图通过提前结算谋取利益，另一方可以在预定期限内阻止不诚实行为，也可以外包给无法做到的其他方。控制自己资金的第三方监督执行，即使他们的闪电网络钱包离线15年前比特币多少钱一个，也可以防止被黑客入侵。

如此强大的闪电网络根本不需要比特币的硬分叉，相对于大区块扩容具有明显优势。不过，也遭到了大块派的攻击。批评集中在三点：一、闪电网络直到今年1月才发布v0.1-alpha公测版，距离正式发布日期似乎还很遥远。但是如果你去 github.com/lightningnetwork/lnd 你会看到开发团队非常活跃。与任何其他复杂的软件系统一样，闪电网络需要时间来完成。隔离见证（SegWit）清除了最大的技术障碍，闪电网络成为蒸汽软件的可能性已经很低。

另一个经常被引用的攻击点是闪电网络将在第 2 层网络中创建节点中心化。这个说法比较混乱，因为早期的闪电网络设计存在交易延展性攻击漏洞，时间锁必须设置时限，支付方需要定期在主链上结算，开通新的支付渠道，这将导致普通用户为了节省结算交易费用，与少数几个资金锁定期特别长的大型节点建立通道，增加了中心化的可能性。然而，今年，比特币主链通过软分叉激活了隔离见证。好处之一是填补了交易延展性漏洞，间接允许闪电网络创建无限期合约，不仅简化了系统，降低了交易费用，还降低了中心化风险。另一方面，早期的闪电节点很少。暂时会使用 irc 或 tracker 等中心化节点发现机制，但未来应该像 BitTorrent 一样过渡到像 DHT 这样的去中心化解决方案。

最后一个常见的攻击论点是闪电网络违背了中本聪的意愿（所谓的“中本聪愿景”）。原因是2008年的比特币白皮书只写了链上交易，主链外的第二层交易网络偏离了比特币最初的设计。按照这种固步自封、不逐案讨论改进计划的利弊、近乎原教旨主义的逻辑，中本聪本人所做的许多改变早已偏离了他的想法。自己的设计。比如早期的比特币，没有区块上限，可以转账到指定的IP地址。这些设计缺陷逐渐被认识和纠正，这是一个正常的软件演化过程。甚至圣经也有许多迭代。期望十年前的白皮书保持不变并适应比特币的发展需求，这是荒谬的。

总结：从技术上看，闪电网络扩容方案优于大区块策略，将为比特币带来新的活力和影响力。利益被第二层支付网络侵蚀的团体会继续抹黑它，但在隔离见证成功激活后，他们已经失去了压制闪电网络的一张王牌。