比特幣的隔離見證突破：一項技術創新如何解決網路擁堵危機

一切的起因

當比特幣首次推出時，中本聰將每個區塊限制在1MB——這是一個合理的限制，適合處理每個區塊幾十筆交易的小衆網路。但隨着採用的激增，這種設計選擇成爲比特幣的瓶頸。網路平均只能處理約7筆交易每秒。在高峯期，數千筆交易會堆積，等待確認，用戶爲了在合理的時間內處理轉帳面臨超過幾十美元的交易費用。在極端擁堵的情況下，一筆簡單的比特幣轉帳可能需要幾天才能在區塊鏈上記錄。

加密社區迫切需要一種不損害比特幣去中心化安全模型的擴展解決方案。答案以隔離見證的形式出現(SegWit)。

隔離見證：巧妙的技術解決方案

比特幣開發者 Pieter Wuille 和其他比特幣核心貢獻者在 2015 年提出了 SegWit，作爲解決比特幣擴展限制的優雅方案。到 2017 年，這個軟分叉在比特幣網路上激活，結果立竿見影：有效區塊容量增加了 1.7 倍，而沒有改變基本的 1MB 限制。

這個方法的聰明之處在於：每筆比特幣交易由兩個不同的組成部分構成——交易數據本身(，詳細說明了價值轉移)，以及見證數據(，提供證明你擁有比特幣的加密籤名)。見證數據可以佔交易總大小的65%，但它只有一個目的：驗證發送者的身分。

SegWit 的突破分離了這些組件。 通過提取籤名數據並將其單獨存儲，交易數據在區塊空間中獲得優先權。這意味着每個區塊可以容納更多實際交易，費用顯著下降，確認時間加快。在 SegWit 實施後，平均交易成本降至約 $1。

比特幣生態系統的層層益處

區塊容量變得更智能

當籤名從主交易記錄中移除時，釋放出的空間——大約佔典型區塊空間的65%——變得可用於實際交易數據。網路現在可以在同樣的1MB區塊中處理更多的經濟活動。

交易速度進入新時代

通過單獨處理見證數據，比特幣網路將計算資源集中在最重要的事務上：處理交易。這種分層方法與以太坊在第二層解決方案上所追求的成功擴展策略相似，證明了該概念在規模上的有效性。

閃電網絡變得可行

閃電網絡是比特幣最有前景的鏈外擴展解決方案，需要特定的技術條件才能可靠地運行。SegWit通過減少鏈上擁堵並爲支付通道創建架構基礎，提供了這些條件。本質上，SegWit爲閃電網絡的發展和採用鋪平了道路。

理解比特幣地址格式：選擇合適的格式

比特幣地址的演變反映了該技術的成熟。如今的錢包支持多種格式，每種格式都有不同的權衡：

傳統地址 (P2PKH，以 “1” 開頭) 仍在使用的原始比特幣地址格式。簡單且被普遍支持，但它們沒有利用SegWit的效率提升，且會產生更高的費用。

嵌套地址 (P2SH，以"3"開頭) 這些是首個與SegWit兼容的格式，提供與舊版比特幣軟件的向後兼容性。與傳統地址相比，它們節省了大約24%的轉帳費用。一個地址可以表示多籤名合同或SegWit實現——錢包會自動處理這種區別。

原生SegWit地址 (Bech32，以"bc1"開頭) 在這裏，SegWit的全部潛力得以顯現。原生SegWit地址相比於傳統地址節省大約35%的費用，而相比於多重籤名地址則節省70%。在2017年BIP173中定義的Bech32編碼標準(帶來了幾個優勢：

• 不區分大小寫的設計消除了輸入錯誤
• 更短的字符長度允許更小、更可靠的二維碼
• 改進的校驗和驗證捕獲無效地址
• 整體交易效率更高

高級 SegWit：原生 P2WPKH 和 P2WSH 這些本地segwit變體提供了最大的效率。P2WPKH地址)42個字符(適用於標準轉帳，而P2WSH地址)62個字符(則支持多籤名場景。兩者都以"bc1q"開頭，並代表了最優化的SegWit實現。

Taproot 地址 )Bech32m，以 “bc1p” 開頭( 爲了修復原始 Bech32 標準中的邊緣案例，Taproot 代表了最新一代。Bech32m 在校驗和公式中增加了一個額外的數字，防止無效地址通過驗證。這些地址使得比特幣序號和 BRC-20 NFT 成爲可能，擴展了比特幣的可編程性，同時保持了交易效率。

數據講述故事

• 截至2020年8月，67%的比特幣交易使用了SegWit——這一數字現在肯定更高了
• 1.7倍增加 在SegWit激活後有效區塊容量
• )平均交易成本 在SegWit部署後
• 費用節省：24% $1 嵌套SegWit與傳統(，35% ) 原生SegWit與傳統(，最高可達70% ) 原生SegWit與多重籤名(

您應該使用哪個地址？

如果你是全新開始，原生SegWit地址)以"bc1"開頭的Bech32格式(是大多數用戶的最佳選擇。它們提供了最佳的費用效率、最快的處理速度和未來兼容性。從傳統地址遷移到原生SegWit是減少鏈上成本的最簡單方法之一，最多可降低三分之一。

對於支持 Taproot 的錢包和對比特幣 NFT 感興趣的用戶，Bech32m 地址 )bc1p( 提供了最前沿的技術，盡管與本地 segwit 相比，費用差異很小。

爲什麼SegWit超越交易速度的重要性

SegWit 實現了一項微妙但深遠的成就：它解決了交易可變性漏洞，攻擊者可以在不使交易無效的情況下操縱交易籤名。通過分離見證數據，SegWit 完全消除了這一利用途徑。

這項技術還爲比特幣的可編程性打開了新的大門。Taproot在SegWit的基礎上構建，最終實現了比特幣序列號——將數據永久刻錄到單個satoshi上。從最初的擴展修復演變爲比特幣NFT生態系統的技術基礎。

結論

SegWit將比特幣從一個因自身成功而受到阻礙的網路轉變爲一個真正可擴展的系統。通過智能地將交易數據與籤名數據分離，開發者爲實際的經濟活動創造了更多的空間。交易費用大幅下降，確認時間改善，並爲像閃電網絡和比特幣序數等高級功能奠定了基礎。

對於今天在鏈上轉移比特幣的任何人來說，採用原生SegWit地址不僅僅是技術偏好——這是節省金錢和加快速度的實用方法。隨着比特幣的不斷發展，SegWit作爲優雅問題解決的典範：在不放棄中本聰建立的安全性和去中心化原則的情況下，實現了巨大的可擴展性改進。