比特币的隔离见证突破：一项技术创新如何解决网络拥堵危机

一切的起因

当比特币首次推出时，中本聪将每个区块限制在1MB——这是一个合理的限制，适合处理每个区块几十笔交易的小众网络。但随着采用的激增，这种设计选择成为比特币的瓶颈。网络平均只能处理约7笔交易每秒。在高峰期，数千笔交易会堆积，等待确认，用户为了在合理的时间内处理转账面临超过几十美元的交易费用。在极端拥堵的情况下，一笔简单的比特币转账可能需要几天才能在区块链上记录。

加密社区迫切需要一种不损害比特币去中心化安全模型的扩展解决方案。答案以隔离见证的形式出现(SegWit)。

隔离见证：巧妙的技术解决方案

比特币开发者 Pieter Wuille 和其他比特币核心贡献者在 2015 年提出了 SegWit，作为解决比特币扩展限制的优雅方案。到 2017 年，这个软分叉在比特币网络上激活，结果立竿见影：有效区块容量增加了 1.7 倍，而没有改变基本的 1MB 限制。

这个方法的聪明之处在于：每笔比特币交易由两个不同的组成部分构成——交易数据本身(，详细说明了价值转移)，以及见证数据(，提供证明你拥有比特币的加密签名)。见证数据可以占交易总大小的65%，但它只有一个目的：验证发送者的身份。

SegWit 的突破分离了这些组件。 通过提取签名数据并将其单独存储，交易数据在区块空间中获得优先权。这意味着每个区块可以容纳更多实际交易，费用显著下降，确认时间加快。在 SegWit 实施后，平均交易成本降至约 $1。

比特币生态系统的层层益处

区块容量变得更智能

当签名从主交易记录中移除时，释放出的空间——大约占典型区块空间的65%——变得可用于实际交易数据。网络现在可以在同样的1MB区块中处理更多的经济活动。

交易速度进入新时代

通过单独处理见证数据，比特币网络将计算资源集中在最重要的事务上：处理交易。这种分层方法与以太坊在第二层解决方案上所追求的成功扩展策略相似，证明了该概念在规模上的有效性。

闪电网络变得可行

闪电网络是比特币最有前景的链外扩展解决方案，需要特定的技术条件才能可靠地运行。SegWit通过减少链上拥堵并为支付通道创建架构基础，提供了这些条件。本质上，SegWit为闪电网络的发展和采用铺平了道路。

理解比特币地址格式：选择合适的格式

比特币地址的演变反映了该技术的成熟。如今的钱包支持多种格式，每种格式都有不同的权衡：

传统地址 (P2PKH，以 “1” 开头) 仍在使用的原始比特币地址格式。简单且被普遍支持，但它们没有利用SegWit的效率提升，且会产生更高的费用。

嵌套地址 (P2SH，以"3"开头) 这些是首个与SegWit兼容的格式，提供与旧版比特币软件的向后兼容性。与传统地址相比，它们节省了大约24%的转账费用。一个地址可以表示多签名合同或SegWit实现——钱包会自动处理这种区别。

原生SegWit地址 (Bech32，以"bc1"开头) 在这里，SegWit的全部潜力得以显现。原生SegWit地址相比于传统地址节省大约35%的费用，而相比于多重签名地址则节省70%。在2017年BIP173中定义的Bech32编码标准(带来了几个优势：

• 不区分大小写的设计消除了输入错误
• 更短的字符长度允许更小、更可靠的二维码
• 改进的校验和验证捕获无效地址
• 整体交易效率更高

高级 SegWit：原生 P2WPKH 和 P2WSH 这些本地segwit变体提供了最大的效率。P2WPKH地址)42个字符(适用于标准转账，而P2WSH地址)62个字符(则支持多签名场景。两者都以"bc1q"开头，并代表了最优化的SegWit实现。

Taproot 地址 )Bech32m，以 “bc1p” 开头( 为了修复原始 Bech32 标准中的边缘案例，Taproot 代表了最新一代。Bech32m 在校验和公式中增加了一个额外的数字，防止无效地址通过验证。这些地址使得比特币序号和 BRC-20 NFT 成为可能，扩展了比特币的可编程性，同时保持了交易效率。

数据讲述故事

• 截至2020年8月，67%的比特币交易使用了SegWit——这一数字现在肯定更高了
• 1.7倍增加 在SegWit激活后有效区块容量
• )平均交易成本 在SegWit部署后
• 费用节省：24% $1 嵌套SegWit与传统(，35% ) 原生SegWit与传统(，最高可达70% ) 原生SegWit与多重签名(

您应该使用哪个地址？

如果你是全新开始，原生SegWit地址)以"bc1"开头的Bech32格式(是大多数用户的最佳选择。它们提供了最佳的费用效率、最快的处理速度和未来兼容性。从传统地址迁移到原生SegWit是减少链上成本的最简单方法之一，最多可降低三分之一。

对于支持 Taproot 的钱包和对比特币 NFT 感兴趣的用户，Bech32m 地址 )bc1p( 提供了最前沿的技术，尽管与本地 segwit 相比，费用差异很小。

为什么SegWit超越交易速度的重要性

SegWit 实现了一项微妙但深远的成就：它解决了交易可变性漏洞，攻击者可以在不使交易无效的情况下操纵交易签名。通过分离见证数据，SegWit 完全消除了这一利用途径。

这项技术还为比特币的可编程性打开了新的大门。Taproot在SegWit的基础上构建，最终实现了比特币序列号——将数据永久刻录到单个satoshi上。从最初的扩展修复演变为比特币NFT生态系统的技术基础。

结论

SegWit将比特币从一个因自身成功而受到阻碍的网络转变为一个真正可扩展的系统。通过智能地将交易数据与签名数据分离，开发者为实际的经济活动创造了更多的空间。交易费用大幅下降，确认时间改善，并为像闪电网络和比特币序数等高级功能奠定了基础。

对于今天在链上转移比特币的任何人来说，采用原生SegWit地址不仅仅是技术偏好——这是节省金钱和加快速度的实用方法。随着比特币的不断发展，SegWit作为优雅问题解决的典范：在不放弃中本聪建立的安全性和去中心化原则的情况下，实现了巨大的可扩展性改进。