Đột phá SegWit của Bitcoin: Cách một đổi mới kỹ thuật giải quyết cuộc khủng hoảng tắc nghẽn mạng

Vấn đề đã bắt đầu mọi thứ

Khi Bitcoin lần đầu tiên ra mắt, Satoshi Nakamoto đã giới hạn mỗi khối ở mức 1MB—một giới hạn hợp lý cho một mạng lưới ngách xử lý hàng chục giao dịch mỗi khối. Nhưng khi việc áp dụng bùng nổ, lựa chọn thiết kế này đã trở thành nút thắt cổ chai của Bitcoin. Mạng lưới chỉ có thể xử lý khoảng 7 giao dịch mỗi giây trung bình. Trong những thời điểm cao điểm, hàng nghìn giao dịch sẽ chồng chất chờ xác nhận, và người dùng phải đối mặt với phí giao dịch vượt quá hàng chục đô la chỉ để có được các chuyển khoản của họ được xử lý trong một khoảng thời gian hợp lý. Trong tình trạng tắc nghẽn cực đoan, một giao dịch Bitcoin đơn giản có thể mất vài ngày để được ghi lại trên chuỗi.

Cộng đồng mã hóa cần một giải pháp mở rộng cấp bách mà không làm tổn hại đến mô hình bảo mật phi tập trung của Bitcoin. Câu trả lời đến dưới dạng SegreGated Witness (SegWit).

SegreGated Witness: Giải Pháp Kỹ Thuật Thông Minh

Nhà phát triển Bitcoin Pieter Wuille và các cộng tác viên khác của Bitcoin Core đã đề xuất SegWit vào năm 2015 như một giải pháp tinh tế cho các hạn chế về quy mô của Bitcoin. Đến năm 2017, soft fork này đã được kích hoạt trên mạng Bitcoin, và kết quả là ngay lập tức: khả năng khối hiệu quả tăng lên 1,7 lần mà không thay đổi giới hạn 1MB cơ bản.

Đây là sự thông minh của phương pháp: mỗi giao dịch Bitcoin bao gồm hai thành phần khác biệt - dữ liệu giao dịch ( mô tả việc chuyển giá trị ) và dữ liệu nhân chứng ( các chữ ký mật mã chứng minh bạn sở hữu bitcoin ). Dữ liệu nhân chứng có thể chiếm tới 65% tổng kích thước của một giao dịch, nhưng nó chỉ phục vụ một mục đích: xác minh danh tính của người gửi.

Đột phá SegWit tách biệt các thành phần này. Bằng cách trích xuất dữ liệu chữ ký và lưu trữ nó riêng biệt, dữ liệu giao dịch được ưu tiên trong không gian khối. Điều này có nghĩa là nhiều giao dịch thực sự hơn có thể vừa vặn vào mỗi khối, phí giảm đáng kể và thời gian xác nhận tăng tốc. Sau khi thực hiện SegWit, chi phí giao dịch trung bình giảm xuống còn khoảng 1 đô la.

Những Lợi Ích Liên Hoàn cho Hệ Sinh Thái Bitcoin

Khả năng chứa khối trở nên thông minh hơn

Khi chữ ký bị xóa khỏi bản ghi giao dịch chính, không gian đã được giải phóng—khoảng 65% không gian khối điển hình—trở nên có sẵn cho dữ liệu giao dịch thực tế. Mạng lưới giờ đây có thể xử lý hoạt động kinh tế nhiều hơn đáng kể trong cùng một khối 1MB.

Tốc độ giao dịch bước vào kỷ nguyên mới

Với dữ liệu chứng kiến được xử lý riêng biệt, mạng lưới Bitcoin tập trung tài nguyên tính toán vào những gì quan trọng nhất: xử lý giao dịch. Cách tiếp cận theo lớp này phản ánh các chiến lược mở rộng thành công mà Ethereum đã theo đuổi với các giải pháp layer-2, chứng minh rằng khái niệm này hoạt động hiệu quả ở quy mô lớn.

Mạng Lưới Lightning Trở Nên Khả Thi

Lightning Network, giải pháp mở rộng off-chain hứa hẹn nhất của Bitcoin, yêu cầu một số điều kiện kỹ thuật nhất định để hoạt động đáng tin cậy. SegWit đã cung cấp những điều kiện đó bằng cách giảm tắc nghẽn trên chuỗi và tạo ra nền tảng kiến trúc cho các kênh thanh toán. Về cơ bản, SegWit đã mở đường cho sự phát triển và chấp nhận của Lightning.

Hiểu về định dạng địa chỉ Bitcoin: Chọn định dạng đúng

Sự phát triển của địa chỉ Bitcoin phản ánh sự trưởng thành của công nghệ. Ví hôm nay hỗ trợ nhiều định dạng, mỗi định dạng cung cấp những thỏa hiệp khác nhau:

Địa chỉ Di sản (P2PKH, bắt đầu bằng “1”) Định dạng địa chỉ Bitcoin gốc vẫn đang được sử dụng. Đơn giản và được hỗ trợ rộng rãi, nhưng chúng không tận dụng lợi ích về hiệu suất của SegWit và chịu phí cao hơn.

Địa chỉ lồng ghép (P2SH, bắt đầu bằng “3”) Đây là định dạng tương thích SegWit đầu tiên, cung cấp khả năng tương thích ngược với phần mềm Bitcoin cũ hơn. Chúng tiết kiệm khoảng 24% phí chuyển khoản so với địa chỉ truyền thống. Một địa chỉ đơn lẻ có thể đại diện cho một hợp đồng đa ký hoặc một triển khai SegWit—các ví tự động xử lý sự khác biệt.

Địa chỉ SegWit gốc (Bech32, bắt đầu với “bc1”) Đây là nơi tiềm năng đầy đủ của SegWit xuất hiện. Địa chỉ SegWit gốc tiết kiệm khoảng 35% chi phí so với địa chỉ truyền thống và 70% so với địa chỉ đa chữ ký. Chuẩn mã hóa Bech32 ( được định nghĩa trong BIP173 vào năm 2017) đã mang lại một số lợi thế:

• Thiết kế không phân biệt chữ hoa chữ thường giúp loại bỏ lỗi gõ
• Chiều dài ký tự ngắn hơn cho phép tạo ra các mã QR nhỏ hơn, đáng tin cậy hơn
• Cải thiện xác minh checksum để phát hiện địa chỉ không hợp lệ
• Hiệu quả giao dịch tổng thể vượt trội

SegWit Nâng Cao: P2WPKH và P2WSH Gốc Các biến thể segwit gốc này cung cấp hiệu quả tối đa. Địa chỉ P2WPKH (42 ký tự) hoạt động cho các giao dịch tiêu chuẩn, trong khi địa chỉ P2WSH (62 ký tự) cho phép các tình huống đa chữ ký. Cả hai đều bắt đầu bằng “bc1q” và đại diện cho việc triển khai SegWit tối ưu nhất.

Địa chỉ Taproot (Bech32m, bắt đầu bằng “bc1p”) Được giới thiệu để khắc phục các trường hợp ngoại lệ trong tiêu chuẩn Bech32 ban đầu, Taproot đại diện cho thế hệ mới nhất. Bech32m thêm một chữ số bổ sung vào công thức kiểm tra tổng, ngăn chặn các địa chỉ không hợp lệ vượt qua xác minh. Những địa chỉ này cho phép Bitcoin Ordinals và BRC-20 NFTs, mở rộng khả năng lập trình của Bitcoin trong khi vẫn duy trì hiệu quả giao dịch.

Những con số kể câu chuyện

• 67% giao dịch Bitcoin đã sử dụng SegWit tính đến tháng 8 năm 2020 - con số này chắc chắn đã cao hơn bây giờ
• Tăng 1.7 lần khả năng khối hiệu quả sau khi kích hoạt SegWit
• $1 chi phí giao dịch trung bình sau khi triển khai SegWit
• Tiết kiệm phí: 24% (nested SegWit so với legacy), 35% (native SegWit so với legacy), lên đến 70% (native SegWit so với multi-sig)

Bạn Nên Sử Dụng Địa Chỉ Nào?

Nếu bạn bắt đầu từ đầu, các địa chỉ segwit gốc ( định dạng Bech32 bắt đầu bằng “bc1” ) là sự lựa chọn tối ưu cho hầu hết người dùng. Chúng cung cấp hiệu quả phí tốt nhất, tốc độ xử lý nhanh nhất và khả năng tương thích tương lai. Việc chuyển sang segwit gốc từ các địa chỉ cũ là một trong những cách dễ nhất để giảm chi phí trên chuỗi của bạn xuống một phần ba.

Đối với các ví hỗ trợ Taproot và người dùng quan tâm đến Bitcoin NFT, các địa chỉ Bech32m (bc1p) cung cấp công nghệ tiên tiến, mặc dù sự khác biệt về phí là không đáng kể so với segwit gốc.

Tại sao SegWit quan trọng hơn cả tốc độ giao dịch

SegWit đã đạt được điều gì đó tinh tế nhưng sâu sắc: nó đã giải quyết một lỗ hổng về khả năng biến đổi giao dịch, nơi mà những kẻ tấn công có thể thao túng chữ ký giao dịch mà không làm cho chúng không hợp lệ. Bằng cách tách dữ liệu chứng kiến, SegWit đã loại bỏ hoàn toàn vector khai thác này.

Công nghệ này cũng mở ra cánh cửa cho khả năng lập trình Bitcoin lớn hơn. Taproot, được xây dựng trên nền tảng của SegWit, cuối cùng đã cho phép Bitcoin Ordinals—khắc vĩnh viễn dữ liệu lên từng satoshi. Những gì bắt đầu như một giải pháp mở rộng đã phát triển thành nền tảng kỹ thuật cho hệ sinh thái NFT của Bitcoin.

Kết luận

SegWit đã biến Bitcoin từ một mạng lưới bị nghẹt bởi chính sự thành công của nó thành một hệ thống thực sự có thể mở rộng. Bằng cách tách biệt một cách thông minh dữ liệu giao dịch khỏi dữ liệu chữ ký, các nhà phát triển đã tạo ra nhiều không gian hơn cho hoạt động kinh tế thực tế. Phí giao dịch giảm mạnh, thời gian xác nhận cải thiện, và nền tảng đã được đặt cho các tính năng nâng cao như Lightning Network và Bitcoin Ordinals.

Đối với bất kỳ ai di chuyển Bitcoin trên chuỗi ngày hôm nay, việc áp dụng địa chỉ segwit gốc không chỉ là một sở thích kỹ thuật—mà còn là một cách thực tế để tiết kiệm tiền và di chuyển nhanh hơn. Khi Bitcoin tiếp tục phát triển, SegWit là một bài học mẫu mực trong việc giải quyết vấn đề một cách tinh tế: cải tiến lớn về khả năng mở rộng mà không từ bỏ các nguyên tắc bảo mật và phi tập trung mà Satoshi Nakamoto đã thiết lập.