比特币的三个环节：扩容和分叉

通过本课的学习，你会明白比特币为什么要扩容，扩容方案是什么，为什么会出现分叉。

正如我们之前所说，每个比特币区块的大小为 1 兆字节，可以容纳大约 1000 条交易信息。 如果你在比特币区块链浏览器上看，你会发现每个区块大约有1M，几乎已经达到了区块容量的上限。 如果比特币网络中的转账越来越多，很多交易在交易发生后并不会在第一个区块中被打包确认，可能需要几个区块甚至更长时间。 在比特币的历史上，曾发生过数次“灰尘袭击”。 所谓“粉尘攻击”，就是有人制造大量小额转账，导致大量交易在网络中被确认，导致正常的比特币转账无法确认，延迟确认时间，影响网络的正常运行。 因此，在“粉尘袭击”事件中，部分交易员的交易等了2天甚至更久才被确认。 虽然“灰尘攻击”是一个极端的例子，但比特币网络的正常传输量已经远远超过了它们所能承受的最大容量。 每个区块的大小为1M，所以扩充比特币的区块容量，突破现有的1M大小限制，这个过程称为扩容。 2014年以来，扩容也被提上了比特币社区的议事日程。

我们知道比特币网络是一个去中心化的网络。 在这个世界上，没有中心化的组织来运作，一切都靠社区协商达成一致。 在扩容方面，不同的团队有不同的思路，所以推广的效率会比较低。 2015年底比特币账号需要激活吗，Bitcoin Core开发团队与矿工在中国香港召开圆桌会议，达成“中国香港共识”，但这一共识很快流产。 2017年纽约，比特币社区重新协商，采用Segregated Witness+2万亿扩容，再次达成共识，由全球21个国家的56家知名区块链创业公司共同签署，约占整个区块链的83%。网络计算能力支持。 于是从2017年上半年开始，比特币系统开始升级部署。

比特币扩容的方案有很多种，历史上也经历过多次迭代。 一般来说，有两种方式。 一是不接触比特币本身的区块，使用闪电网络来结算比特币，将大量交易放在比特币网络本身之外； 另一种是直接扩展块的大小。 这里解释一下什么是闪电网络？ 比如我们几个朋友一起打牌，我们不会每局都结算，但是打完之后，A欠B 10元，B欠C 20元，最后A给C 10元，B会给C 10元。 元会做。 闪电网络也会先记录小额交易，最后结算。 这样，比特币网络就不会被大量的小额交易所占据。 然而，这项技术尚未成熟，闪电网络需要在隔离见证技术之上实现。 它还没有被广泛使用。 于是，大家把目光投向了比特币的区块扩容。

关于比特币本身规模的扩大，从技术上来说是一种比较成熟的方式。 我将向您介绍以下三个主要选项。 它们是 BIP141、UASF 和 SegWit2x。 听到这三个名词你可能会一头雾水，别着急，我会慢慢给你解释的。

BIP141是Bitcoin Core团队提出的隔离见证方案，那么什么是隔离见证呢？ 隔离见证旨在让区块承载更多的交易。 我们知道，区块上的信息分为交易信息和见证信息。 交易信息是记录在区块链中的一次转账。 见证信息是在每个节点验证交易信息的可靠性时，中本聪在设计比特币的时候，直接把这两条信息放到了区块中，所以一个区块能够承载的交易信息并不多。 那么如何将见证信息与区块隔离开来，如果区块只需要存储它的交易信息，从这个角度来说，区块可以携带的交易信息也可以扩展。

BIP141是目前公认的隔离见证激活方案。 具体激活条件为：在2017年11月15日之前的任意难度周期内（约两周），若95%的算力发出就绪信号，将激活Segregated Witness。 但是这个条件很难达到，所以有人提出了其他的激活方案，比如UASF和SegWit2x，来帮助实现BIP141，通过这种方式激活隔离见证。

UASF 是指用户激活的软分叉。 UASF 使用一种名为 BIP148 的软件来激活隔离验证。 8 月 1 日，比特币 BIP148 软件将拒绝不包含 bit1 信号的区块。 也就是说，如果大多数矿工运行该软件，他们将拒绝少数不运行该软件的矿工开采的区块。 因此，这些矿工将拥有最长的链并在该最长链上激活 BIP141 隔离见证条件。 最终运行 BIP141 的节点将看到链上超过 95% 的区块包含 bit1，从而触发隔离见证。 这个方案已经实施，诞生了我们现在看到的新的区块链资产，比特币现金。 比特币现金的区块大小可以增加到8M，可以容纳的交易数量是原来比特币链大小的8倍左右。

SegWit2x是一些比特币公司和矿工在Consensusn会议上签署的拥有80%以上算力的纽约共识。 该协议通过 BIP91 激活隔离验证。 BIP91的方法是：当80%的算力连续两天发出支持BIP91的信号时，所有BIP91节点将拒绝所有不包含BIP141准备信号的区块。 因此，这些矿工将拥有最长的链，并在最长的链上激活 Segwit。 激活隔离见证后，在2017年底或2018年初，SegWit2x将通过硬分叉将区块大小限制从目前的1MB提高到2MB，这也可能导致新的分叉。

刚才说了硬分叉和软分叉，那么什么是硬分叉，什么是软分叉？

硬分叉是比特币协议规则发生变化，如果旧节点拒绝接受新节点创建的区块，区块链将分裂成两条独立的链。 矿工需要在两条区块链中选择一条进行挖矿。

什么是软分叉？ 软分叉是当比特币协议的规则发生变化时，旧节点不会意识到规则不同，它们会遵循改变后的规则并接受新节点创建的区块。 因此，软分叉不会产生两条区块链，而是在原有区块链上新旧并存。 与软件升级类似，保存Word2013文档后，仍然可以使用Word 2011打开原来的Word2013文档，向前兼容。

对于普通人来说，如果比特币真的分叉，最大的风险就是“重放攻击”。

什么是“重放攻击”？ 这件事发生在2016年7月以太坊硬分叉期间，当时交易平台和用户基本上都是第一次遇到这样的事情，缺乏经验和准备，所以损失比较大。 例如，比特币被拆分成一种或多种比特币，姑且称之为比特币1/比特币2/比特币3等，用户账户中同时存在这3种对应数量的拆分币。 在比特币中，每条链上的地址和私钥生成算法都是一样的，交易格式也完全一样，所以一条链上的交易在另一条链上可能是完全合法的。 因此，用户在一条链上发起的交易可以在另一条链上转播，也可以得到确认。 这是“重放攻击”。 简单来说，当你转出比特币1时，你的比特币2/比特币3也可能同时转出。 如果你转出的地址不是你自己的，那些比特币2/比特币3可能又会丢失。 我也拿不回来

对于用户来说，防止重放攻击其实很简单。 你该怎么办？

方法 1：在分叉尘埃落定之前不要转移比特币。 分叉结算后，可以将比特币分别转移到各自的两个不同地址，直到完成两种资产的完全分离，才能进行比特币转账。 这种方法可能会消耗大量时间和费用。

方法二：将您的比特币放入可靠的钱包或交易平台。 这些技术能力强的平台会自发运作，帮助您处理分叉过程中可能遇到的各种问题。 如果你将比特币存放在分叉后只支持部分比特币的钱包中，你可能会面临分叉后产生的其他比特币无法使用的损失。

嗯，综上所述，这一节课我们讲了比特币的扩容和分叉。 为什么比特币需要扩容？ 由于比特币的每个区块在设计上仅限于 1 兆字节，为了纠正这一缺陷，出现了闪电网络和三种比特币扩容方案。

也给大家讲解了比特币“分叉”的知识，分为硬分叉和软分叉：

硬分叉是当比特币协议的规则改变时，改变后的旧节点拒绝接受新节点创建的区块，区块链将分裂成两条独立的链；

软分叉是指当比特币协议的规则发生变化时，老节点不会意识到规则不同，继续按照改变后的规则执行，它会接受新节点创建的区块，而不会生成两条新链。

另外，我们也提到，为了防止比特币分叉带来的“重放攻击”风险，可以做两件事：

第一比特币账号需要激活吗，在分叉尘埃落定之前不要转移比特币；

第二，将比特币放在你信任的钱包或交易平台中，可以帮助你处理分叉问题。

请牢记这两点。

今天留给大家的思考题是一道简单的计算题。 如果比特币扩容成功，假设比特币出块时间保持在 10 分钟不变，1 兆字节的区块大小将扩大到原来大小的 8 倍左右。 一年后，如果下载一个全节点钱包，需要同步的数据量会增加多少倍？

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最后，恭喜您完成了《从0到1，全面学习区块链》第十讲。 下一节课，我将为大家讲解各国对比特币的政策变化。 通过本课程，你将了解世界主要经济体对比特币的态度和变迁史。 如果你有兴趣从事这个行业或投资，那么各国的政策现状对你来说是一个重要的参考。

材料：

闪电网络，闪电网络。

BIP141是Bitcoin Core团队提出的隔离见证方案

UASF，英文全称User Activated Soft Fork