小巴的成长——比特币的扩容（二）

一、故事回顾

背景：中本聪留下的BUG

众所周知，比特币每个区块的容量只有1M。 随着用户数量和交易量的快速增长，区块容量限制越来越成为影响比特币区块链运行的瓶颈。 用户交易等待矿工打包确认的时间越来越长。

这就像北京和上海之间的比特币公交车，每 10 分钟一班。 如果上车的人越来越多，就要把小车厢换成大车厢，把100个座位改成200个座位。 不然没上车的人会卡在车站，直接让系统瘫痪。

事实上，2009年比特币刚诞生时，中本聪就将每个区块的容量设定为32M。 这个容量对于今天来说其实已经绰绰有余了。

但当时比特币面临黑客的“灰尘攻击”。 所谓“粉尘攻击”，就是黑客提交大量小额交易，阻碍正常交易的确认。 这就好比有人去银行搞破坏，派1000人堵住窗户存1块钱，放不下银行就瘫痪了。

为了抵御灰尘攻击，2010年，中本聪将区块大小上限下调至1M，并表示这个上限可以在未来的某个时候进行调整。

序幕：派系诞生与能力不足

不久之后，中本聪退休，将区块链系统的代码维护工作交给了他的一群追随者。 这些人被称为核心开发团队。 加文·安德烈森。

但核心团队并不是比特币的唯一高手。 比特币交易需要矿工记账。 随着挖矿成本的快速上升，普通个人电脑挖矿成功的概率逐渐趋近于零。 只有大量的专业矿机才能进行集体挖矿。 这是矿池。 西南和内蒙古由于水电和风电大量过剩，电价极低，这为矿池提供了良好的条件。 在2017年中国政府打压之前，中国几家大型矿池一度集中了全球近90%的算力。 随后的扩张战在核心团队和矿工团之间展开。

中本聪说扩大区块容量的那一天很快就会到来。 下图显示，从2014年第四季度开始，比特币的区块包开始快速增长。 按照当时的增速，交易区块将在2016年底达到1M的红线，考虑到扩容方案达成共识需要多方复杂的协商，所以时间其实很紧迫。 2015年5月，Gavin Andresen提出2016年3月扩容至20M，拉开了扩产计划大战的序幕。

混乱开始

2015年6月，中国五大矿池（Antpool、F2Pool、BTCChina、BW、Huobi）联合发表声明，反对扩容到20M，支持扩容到8M。 这一计划也遭到了社区内大多数矿工的反对。 随后，核心开发团队的一些早期成员也提出了一系列扩展提案，这些提案是比特币改进提案（BIP，bitcoin improvement proposals）的主要组成部分。

2015 年 12 月，核心团队的 Eric Lombrozo、Johnson Lau 和 Pieter Wuille（BlockStream 联合创始人）建议去除比特币交易过程中的签名字段，将交易和签名分开，从而可以在不可扩展的区域中实现。 在区块大小的情况下，实现变相扩容，又称技术扩容方案SegWit（隔离见证），核心协议为BIP141。

2016年1月12日，比特币开发者Jonathan Toomim提议延续中本聪的思路，基于BIP109协议，在中本聪代码库的基础上将区块大小扩大到2MB，分叉出Bitcoin Classic。 该提案的支持者包括核心开发团队成员 Gavin Andresen、Jeff Garzik 和前比特币基金董事 Olivier Janssens 等人。 该方案需要有75%以上的算力支持才能激活，激活后28天会发生硬分叉。

2016年1月23日，迈阿密比特币圆桌会议在凯悦酒店举行。 参与者主要包括Bitcoin Classic、Bitcoin Core和中国矿工。 这是一次仓促的会议，没有达成任何协议。 不过，中国矿工很快在迈阿密会议的基础上组织了一次产能扩张协调会议，并在会后达成了“1992共识”（滑稽）。 “二”是指支持比特币扩容到2MB，“九”是指反对低于90%算力共识的分叉协议。 “九”是Bitcoin Classic，表示支持扩容，但75%的支持率太低，会造成社区分裂，需要90%的支持率。

Bitcoin Classic对此置之不理，于2016年2月上旬正式发布，矿工反对，但考虑到比特币是多方博弈的结果，没有人能保证未来会怎样，所以超过一半的算力当时对这份扩张协议表示了“身体上的诚实”。 同样，很多交易所也支持。

但这是一项草率的协议，并未获得广泛接受，仅持续了一年多，比特币经典就被社区抛弃了。 2017年11月，Bitcoin Classic开发团队宣布放弃该项目，不再更新代码。 基于“币圈一天，人间一年”的时空理论，一年多也算足够长了。 Bitcoin Classic的放弃也算是经历了达尔文的物竞天择，并不是最后一次。

团结的幻觉：香港和谈

在迈阿密，为了维护比特币和社区的团结，矿工们和核心开发团队站在了同一条战壕里，因为那时他们有一个共同的敌人Bitcoin Classic。 随着 Bitcoin Classic 毫不犹豫的分离，如何扩展比特币就留给了矿工和核心开发团队来决定。 2016年2月20日，Core开发团队代表与矿工再次在香港数码港会面，商讨扩容计划。

会议从20日一直持续到21日凌晨3时30分。 双方达成协议，即所谓的“比特币扩容圆桌共识”。 该协议最大的成果是：core同意硬分叉2M进入core框架。 作为交换，中国矿工也同意只运行core开发的比特币程序，坚决与Bitcoin Classic划清界限。

当时的人们认为这是一次团结胜利的大会。 没想到，这几乎是1945年国共重庆谈判的翻版：Core的香港和谈代表回国后，开发组其他成员对协议不满，最终拒绝执行香港共识。

社区一片哗然，分裂已无可避免。

社区分裂

2016年10月，占全网算力10%的ViaBTC率先布局Bitcoin Unlimited（BU）。 BU也有开发团队，和核心团队竞争。 11 月，Bitcoin.com、BTC.top 和 CANOE 三个矿池部署了 Bitcoin Unlimited，公开与核心开发团队发生争执。 与此同时，核心开发团队于11月19日发布了Segwit代码并开始投票。但此时比特币的扩容方案，双方都没有获得社区的绝对支持。

由于BIP141一直遭到矿工阵营的反对，为了推动隔离见证的升级，2017年3月，一位自称Shaolinfry的匿名社区成员提出，比特币网络是否升级变更的决策权应该由由矿工决定并转移给用户、交易所、支付处理商等来决定。 该协议将原本由算力决定的锁定信号交给全网节点。 约定的激活日期为8月1日。这一天之后，激活节点和非激活节点将分道扬镳。 这个方案被认为是扩容问题中最激进也最有争议的方案，但得到了核心团队的支持。 同月，本月AntPool开始支持Bitcoin Unlimited。

3月31日，Rootstock智能合约安全专家Sergio Demian lerner通过推特提出了“Segwit2MB”的折衷方案，主张将Segwit软分叉和2MB硬分叉合并激活。 这个泥泞的方案收到了很多口水，因为兼容的方案比较复杂，审核代码安全性的时间也比较长。

矿工单边协议：Segwit2x

香港共识事件后，中国矿工对Core失去信任，扩容仍需解决。 于是，2017年5月，大家又在纽约召开了扩能大会。 这次他们决定不和Core玩了。 参与者包括 Barry Silbert 的数字货币集团 (DCG) 和包括大型矿池运营商 Bitmian 在内的 57 家公司。 据称，核心团队的人试图闯入会场，但被保安拦下。 参与企业签署纽约共识，获得全网80%以上的算力支持。

纽约共识的结果就是Segwit2x方案，它是上述Segwit2MB的翻版，后来被blockstream的支持者James Hilliard打包成BIP91协议。 这是 BIP141（核心支持，矿工反对）和 BIP148（矿工支持，核心反对）的合并包。 BIP91协议要求在8月1日之前激活Segregated Witness以兼容BIP148方案，然后在3月内实现将区块大小扩大到2M的硬分叉。

2017 年 6 月，在 Jeff Garzik 的支持下成立了 Segwit2x 开发团队，并发布了 alpha 版本（随后 Jeff Garzik 被踢出了核心团队）。 与此同时，AntPool发布了UAHF方案，目的是杜绝核心开发团队暗中支持的BIP148分裂比特币的行为。 中国矿工也在莱特币基金会秘书长PZ的号召下再次开会，重申支持纽约共识，敦促尽快激活Segwit2x。 7月21日，Segwit2x方案正式启用。

Segwit2x 没气了

Segwit2x作为兼顾双方利益的妥协方案，在其结束后备受期待。 然而，推动集体分裂或维系集体团结的，不在于技术，而在于人心。 Segwit2x是矿工做主的协议，满足核心利益和诉求。 但这份协议毕竟是没有核心团队在场的单方协议。 核心团队从根本上反对区块扩容计划，坚持1M原教旨主义。 他们可能会提出另一套不承认扩展到 2M 的硬分叉的协议。 更何况，2M的区块容量迟早会被耗尽。 几年后，我们将不得不扩大、谈判和争论……

当然，故事并没有按照这个套路发展。 根据Segwit2x计划，比特币将在2017年11月17日晚达到区块高度494784时开始硬分叉，产生比特币分叉币B2X。 但是大量的2X节点停留在494782的高度，长时间挖不到第494783个区块。 18日凌晨一点，OKEx发布声明称Segwit2x硬分叉失败。 事后检查发现失败的原因是2X代码库中的几个低级错误。 谁也没想到，这样一个千呼万唤始出来、多方妥协的方案，竟然难产夭折，给核心团队带来了天大的笑柄。 那句话怎么说呢，有时候你努力了很久，到头来却发现只是一个...

切韭菜的新方法

Segwit2x虽然失败了，但社区并没有全部回归核心方案，而是放出了“分叉”这个恶魔。 分叉的始作俑者当然是以太坊，但是比特币因为领先地位大大扩大了分叉的影响力，或者说开启了新一轮的割韭菜风潮。 一些团队可以通过更改原始比特币的代码来分叉出新的区块链和新的虚拟货币。

上面提到的Bitcoin Unlimited (BU)团队跳出BIP141和BIP148方案，直接不使用Segwit，直接将区块容量增加到8M，硬分叉出BCU，然后更名为Bitcoin Cash，简称BCC。 后来因为BCC被另一种山寨币普及，所以更名为BCH。 后来又产生了“Bitcoin Diamond/BCD”、“Bitcoin Gold/BitcoinGold”等一系列山寨币。

2、两派争什么？

先看矿工的方案：矿工的方案简单明了，盒子小就换大的。 1M块不够大就2M，不够就4M、8M、16M。 不过Core认为，这是治头痛脚的临时方案，每次升级都需要社区大部分成员的同意，每次升级都可能带来新的分叉。 同时，区块的增加会导致比特币账本快速增加，个人电脑将无法保存。 只有那些大矿池才能保存，这违背了比特币去中心化的初衷。

Core的解决方案是Segregated Witness，英文直译为“隔离见证”，其实翻译成“隔离见证”更容易理解。 众所周知，比特币是一个可追溯的、公开的全网账本，这意味着账本不仅要显示每个人有多少钱，还要显示这些钱来自于谁。 记录这些交易的数据就是“Witness”信息。

以银行汇款类比，A汇100元给B，A需要填写B的银行账户和汇款金额，然后签字授权。 签名授权是给银行看的，对作为收款人的B来说其实是没有用的。 在比特币系统中，是通过私钥授权的，也就是见证信息，也是矿工记账的，收款人无所谓。 见证信息在交易信息中占用了大量字节。 如果将这部分信息从账本中剔除，1M 的区块可以容纳更多的交易。

SegWit方案在理想情况下可以带来4M的扩容效果，但当时业界普遍预计实际扩容效果只能达到170万左右。 当然，这并没有从根本上解决问题，只是核心开发团队想把隔离见证作为应急方案，为最终的解决方案“闪电网络”做铺垫。

闪电网络简单的理解就是在区块链的主链上开一条侧链来承载那些大额和小额的交易。 这些交易不需要矿工记账，只有那些金额被记录在主链上。 更大、更小的交易。

这就好比京沪高速是一条主干道，随着车的增多，道路就变得拥堵了。 一种解决办法是拓宽道路，另一种解决办法是修建一些支路，因为不是每个人都需要从北京到上海，有的可能只需要从徐州到济南。 闪电网络意味着济南和徐州之间的交通只需要再开一条支路，主路预留长途运行。

矿工们也坚决反对闪电网络，因为隔离见证和闪电网络是对原有比特币系统的巨大改变。 如果项目失败，道路被毁，大家就没有办法正常开车了。 其次，闪电网络也有中心化的倾向，这也违背了去中心化的初衷。

内部利益分歧

两派之间的互怼可以说是发展理念的不同，但也牵涉到利益的深刻差异，其中矿工利益的盈亏在两种方案中表现得比较明显。

矿工主动记账是因为激励有两部分，一是挖出新区块时系统提供的奖励，二是用户向矿工交纳的手续费。 由于比特币总量只有2100万枚，挖完之后不会再有新的，而且新的比特币数量越来越少，记账的激励越来越依赖于收取手续费。 闪电网络方案使得那些小额交易没有被纳入主链区块，矿工直接损失了大量财力。

Core开发组的利益比较模糊，相当一部分成员加入了Block Stream。 有阴谋论称，Block Stream坚守1MB，等待越来越高的手续费，以及越来越长的区块确认时间，迫使交易频繁的企业用户不得不使用Stream开发的侧链技术和服务。 这是一种合理的猜测，但没有实际证据，更何况比特币的价格一直波动很大，企业很难大规模采用这种不稳定的交易媒介作为货币。 但另一方面，Core团队一直死守着1M，缺乏足够合理的解释。

3. Core会赢吗？

SegWit提案自提出以来一直存在争议。 然而在2017年8月8日，风云突变，100%的矿池表示支持此次升级方案。 2017年8月9日凌晨，SegWit正式启用。 初期SegWit还不够普及比特币的扩容方案，扩容效果不明显，区块大小一直维持在1.05M。 但在时间的影响下，共识不断加强。 2018年1月22日开始大量出现2M左右的区块，好于预期的1.7M扩容效果。 随着隔离见证的日益普及，比特币交易的手续费大幅下降，网络拥堵也得到缓解。 2018年2月20日，全球最大的两家交易所Coinbase和Bitfinex均宣布采用隔离见证方案。

这似乎表明核心赢了？

不是。

2018 年 2 月 25 日，Core 开发团队成员 Cobra 通过 Twitter 发布了一封公开信。 在这封信中，Cobra 认为，在 POW 机制下，比特币区块链网络的算力中心化趋势越来越明显，越来越集中在极少数大型矿池手中。作为吴忌寒的比特大陆。 然后顺便敲诈中国政府，说中国缺乏和谐，如果吴忌寒的矿池被取缔，会给比特币带来一场大灾难。 而所有这些风险都是由POW机制产生的。 为了摆脱以吴忌寒为首的矿工对比特币的破坏，他提出修改比特币的算法，将共识机制改为POW+POS的两层模型。

吴忌寒立即回应，问Cobra是要改白皮书还是改POW（which is your priority, rewrite the whitepaper or change POW）？ 如果真的通过 Cobra 改变 POW，比特币的市场份额将跌破 10%。 以太坊社区正在致力于完善ERC20协议，目前还有很多区块链项目正在创新。 你们这些家伙正在像这样乱搞比特币药丸。

这话感觉就像是两个皇子在争夺皇位，一个质问另一个：你敢动先皇中本聪的圣旨吗？ ！ 然后根本不听对方的解释，继续说道，敌国磨刀霍霍，大清丸你就这么胡闹！ ...

不管core和矿工怎么说，如果core真的要修改POW机制，比特币社区将面临更大的分裂，因为这就像换房子的地基一样。 此后不久，科瑞又收到了一个噩耗。 2018年2月28日，闪电网络在测试网上运行时出现大量内存段错误的消息。 Core 开发团队成员 Peter Todd 表示：当网络没有崩溃时，交易失败率比崩​​溃时高，容易受到 DoS 攻击。

可以肯定的是，闪电网络远未成熟，比特币的区块包还会继续增长。 如果在Segregated Witness的扩张效果用完之前无法部署，扩张战将再次上演。

2018-03-24