اختراق SegWit لبيتكوين: كيف حلت ابتكار تقني أزمة الازدحام في الشبكة

المشكلة التي بدأت كل شيء

عندما تم إطلاق بيتكوين لأول مرة، قام ساتوشي ناكاموتو بتحديد كل كتلة عند 1 ميغابايت - وهو حد معقول لشبكة متخصصة تتعامل مع العشرات من المعاملات لكل كتلة. ولكن مع انفجار الاعتماد، أصبحت هذه الاختيار التصميمي عنق زجاجة بيتكوين. كانت الشبكة قادرة على معالجة حوالي 7 معاملات في الثانية في المتوسط. خلال فترات الذروة، كانت الآلاف من المعاملات تتراكم في انتظار التأكيد، وكان المستخدمون يواجهون رسوم معاملات تتجاوز العشرات من الدولارات فقط للحصول على تحويلاتهم المعالجة في إطار زمني معقول. في حالات الازدحام الشديد، قد يستغرق تحويل بيتكوين بسيط عدة أيام ليتم تسجيله على السلسلة.

كانت مجتمع التشفير بحاجة ماسة إلى حل توسيع لا ي compromise نموذج أمان بيتكوين اللامركزي. وجاءت الإجابة في شكل SegreGated Witness (SegWit).

الشاهد المنفصل: الإصلاح الفني الذكي

اقترح مطور البيتكوين بيتر ويل وآخرون من المساهمين في نواة البيتكوين تقنية SegWit في عام 2015 كحل أنيق لقيود توسيع البيتكوين. بحلول عام 2017، تم تفعيل هذا التفرع اللين على شبكة البيتكوين، وكانت النتائج فورية: زادت سعة الكتل الفعلية بمعدل 1.7 مرة دون تغيير الحد الأساسي البالغ 1 ميغابايت.

هنا عبقرية النهج: كل معاملة بيتكوين تتكون من مكونين متميزين - بيانات المعاملة نفسها ( التي تفصل تحويل القيمة ) وبيانات الشاهد ( التوقيعات التشفيرية التي تثبت أنك تملك البيتكوين ). يمكن أن تشغل بيانات الشاهد ما يصل إلى 65% من الحجم الإجمالي للمعاملة، ومع ذلك فهي تخدم غرضًا واحدًا فقط: التحقق من هوية المرسل.

تقدم SegWit فصلاً بين هذه المكونات. من خلال استخراج بيانات التوقيع وتخزينها بشكل منفصل، تتقدم بيانات المعاملات في مساحة الكتلة. هذا يعني أن المزيد من المعاملات الفعلية تناسب كل كتلة، وتنخفض الرسوم بشكل كبير، وتسرع أوقات التأكيد. بعد تنفيذ SegWit، انخفضت متوسط تكاليف المعاملات إلى حوالي 1 دولار.

الفوائد المتتالية لنظام بيتكوين البيئي

سعة الكتلة تصبح أكثر ذكاءً

عندما تتم إزالة التوقيعات من سجل المعاملة الأساسي، فإن المساحة المحررة - حوالي 65% من مساحة الكتلة النموذجية - تصبح متاحة لبيانات المعاملات الفعلية. يمكن للشبكة الآن معالجة نشاط اقتصادي أكبر بكثير في نفس الكتلة التي تبلغ 1 ميغابايت.

سرعة المعاملات تدخل عصرًا جديدًا

مع التعامل مع بيانات الشهود بشكل منفصل، يركز شبكة البيتكوين موارد الحوسبة على ما هو أهم: معالجة المعاملات. تعكس هذه المقاربة المتعددة الطبقات استراتيجيات التوسع الناجحة التي سعت إليها إيثيريوم مع حلول الطبقة الثانية، مما يثبت أن المفهوم يعمل على نطاق واسع.

شبكة Lightning تصبح قابلة للتطبيق

شبكة Lightning، الحل الأكثر وعدًا لتوسيع نطاق Bitcoin خارج السلسلة، تتطلب شروطًا تقنية معينة لتعمل بشكل موثوق. قدم SegWit تلك الشروط من خلال تقليل الازدحام في السلسلة وإنشاء الأساس المعماري لقنوات الدفع. في الأساس، مهد SegWit الطريق لتطوير Lightning واعتمادها.

فهم تنسيقات عناوين البيتكوين: اختر الصحيح منها

تطور عنوان البيتكوين يعكس نضوج التكنولوجيا. تدعم محافظ اليوم تنسيقات متعددة، كل منها يقدم مزايا وعيوب مختلفة:

عناوين السلف (P2PKH، التي تبدأ بـ “1”) صيغة عنوان البيتكوين الأصلية لا تزال قيد الاستخدام. بسيطة ومدعومة عالميًا، لكنها لا تستفيد من مكاسب كفاءة SegWit وتتكبد رسومًا أعلى.

العناوين المتداخلة (P2SH، تبدأ بـ “3”) كانت هذه هي أول تنسيقات متوافقة مع SegWit، مما يوفر التوافق العكسي مع برامج Bitcoin القديمة. إنها توفر حوالي 24% في رسوم التحويل مقارنة بالعناوين التقليدية. يمكن أن تمثل عنوان واحد إما عقد توقيع متعدد أو تنفيذ SegWit - حيث تتعامل المحافظ مع التمييز تلقائيًا.

عناوين SegWit الأصلية (Bech32، تبدأ بـ “bc1”) هنا تظهر الإمكانيات الكاملة لـ SegWit. توفر عناوين SegWit الأصلية حوالي 35% من الرسوم مقابل العناوين القديمة و70% مقارنة بعناوين التوقيع المتعدد. معيار الترميز Bech32 ( المحدد في BIP173 خلال 2017) قدم عدة مزايا:

• تصميم غير حساس لحالة الأحرف يقضي على أخطاء الكتابة
• يسمح قصر طول الأحرف بإنشاء رموز QR أصغر وأكثر موثوقية
• تحسين التحقق من مجموع الاختبار يلتقط العناوين غير الصالحة
• كفاءة المعاملات الإجمالية تفوق

SegWit المتقدم: P2WPKH الأصلي و P2WSH تقدم هذه المتغيرات الأصلية من SegWit أقصى كفاءة. تعمل عناوين P2WPKH (42 characters) على إجراء التحويلات القياسية، بينما تمكّن عناوين P2WSH (62 characters) سيناريوهات التوقيع المتعدد. كلاهما يبدأ بـ “bc1q” ويمثلان أكثر تنفيذ SegWit تحسينًا.

عناوين Taproot (Bech32m، تبدأ بـ “bc1p”) تم تقديم Taproot لإصلاح الحالات الشاذة في معيار Bech32 الأصلي، وهو يمثل الجيل الأحدث. يضيف Bech32m رقمًا إضافيًا إلى صيغة التحقق من المجموع، مما يمنع العناوين غير الصالحة من اجتياز التحقق. تمكن هذه العناوين من استخدام Bitcoin Ordinals وBRC-20 NFTs، مما يوسع من قابلية برمجة بيتكوين مع الحفاظ على كفاءة المعاملات.

الأرقام تحكي القصة

• 67% من معاملات البيتكوين استخدمت SegWit حتى أغسطس 2020 - من المؤكد أن الرقم أعلى الآن
• زيادة قدرها 1.7x في سعة الكتلة الفعالة بعد تفعيل SegWit
• $1 متوسط تكلفة المعاملة بعد نشر SegWit
• توفير الرسوم: 24% ( SegWit المتداخل مقابل التقليدي)، 35% ( SegWit الأصلي مقابل التقليدي)، حتى 70% ( SegWit الأصلي مقابل متعدد التوقيع)

أي عنوان يجب أن تستخدمه؟

إذا كنت تبدأ من جديد، عناوين segwit الأصلية ( بتنسيق Bech32 التي تبدأ بـ “bc1” ) تمثل الخيار الأمثل لمعظم المستخدمين. إنها تقدم أفضل كفاءة في الرسوم، وأسرع معالجة، وتوافق مستقبلي. يمثل الانتقال من عناوين Legacy إلى segwit الأصلية واحدة من أسهل الطرق لتقليل تكاليفك على السلسلة بمقدار الثلث.

بالنسبة للمحافظ الداعمة لتابروت والمستخدمين المهتمين بـ Bitcoin NFTs، توفر عناوين Bech32m (bc1p) التقنية الحديثة، على الرغم من أن اختلافات الرسوم هامشية مقارنة بـ segwit الأصلي.

لماذا يهم SegWit بما يتجاوز سرعة المعاملات

حقق SegWit شيئًا دقيقًا ولكنه عميق: حيث عالج ثغرة قابلية تغيير المعاملات حيث كان يمكن للمهاجمين التلاعب بتوقيعات المعاملات دون إبطالها. من خلال فصل بيانات الشهود، قضى SegWit تمامًا على هذه الثغرة.

فتحت التكنولوجيا أيضًا الباب أمام مزيد من قابلية برمجة البيتكوين. Taproot، التي بُنيت على أساس SegWit، مكّنت في النهاية من إنشاء Bitcoin Ordinals - مما يتيح كتابة البيانات بشكل دائم على ساتوشي الفردية. ما بدأ كحل لتوسيع النطاق تطور إلى الأساس الفني لنظام NFT الخاص بالبيتكوين.

الخط السفلي

حوّلت SegWit بيتكوين من شبكة مختنقة بسبب نجاحها إلى نظام قابل للتوسع حقًا. من خلال فصل بيانات المعاملات عن بيانات التوقيع بشكل ذكي، أنشأ المطورون مساحة أكبر للنشاط الاقتصادي الفعلي. انخفضت رسوم المعاملات بشكل كبير، وتحسنت أوقات التأكيد، وتم تأسيس الأساس لميزات متقدمة مثل شبكة Lightning و Bitcoin Ordinals.

بالنسبة لأي شخص يقوم بتحويل البيتكوين على السلسلة اليوم، فإن اعتماد عناوين سيغويت الأصلية ليس مجرد تفضيل تقني - بل هو وسيلة عملية لتوفير المال والتحرك بشكل أسرع. مع استمرار تطور البيتكوين، تظل سيغويت مثالاً في حل المشكلات بشكل أنيق: تحسينات ضخمة في قابلية التوسع دون التخلي عن مبادئ الأمن واللامركزية التي أسسها ساتوشي ناكاموتو.