近期,比特币网络发展路线的争议再次引起了关注,到底应该作为结算层还是数字黄金?虽然这个问题没有明确的答案,但实际上这个问题早在比特币诞生的15年前就存在了。本文将整理比特币扩容的完整数据,为用户提供历史回顾。
比特币应该成为运算系统还是数字黄金?早在很早的时候,就有人对此存在争议。2010年6月17日,中本聪在比特币论坛上写道:“比特币的设计支持我多年前设计的各种可能的交易类型,包括托管交易、保税合同、第三方仲裁、多签等等。如果比特币能够被广泛接受,这些都是我们未来想要探索的东西,但它们都必须在一开始时就设计好,从而确保以后能够实现。”由于大规模应用和交易代表着更复杂的指令和更大的区块空间,因此在2010年7月至9月期间,中本聪多次修改了比特币的代码,包括移除两个操作码、禁用比特币程式语言Script的一些功能等。
另一方面,比特币在创立之初并没有限制区块大小,以便能够在时间内处理所需的交易。但当时比特币价格较低,因此容易出现恶意交易(成本也低)。为解决这一问题,中本聪在2010年9月12日主持了一次软分叉,拍板确认区块空间不得超过1MB的限制。中本聪表示区块空间限制是临时性的,未来可以逐步提高区块限制,以便满足扩容的需要。
到了2010年12月,由于未知的原因,中本聪发出了最后一条公开消息并退出了公众视野,但此时关于比特币网络扩容的问题并没有真正解决,1MB限制也为后续的一系列争论埋下了伏笔。在此期间,bitcointalk论坛上也出现了除付款以外的比特币应用场景讨论,例如appamatto在2010年11月提出在比特币网络上构建去中心化域名服务的提案,但该提案并没有被包括中本聪在内的早期成员认可,提案中的BitX成为了以太坊和其他项目的核心组成部分,而BitDNS最终发展成为了首个山寨币Namecoin。
随着比特币的普及,网络交易拥堵的问题愈发严重。2015年,Gavin Andresen和Mike Hearn宣布将在新版BitcoinXT中实现BIP-101,希望将区块空间上限提高至8MB。而包含Greg Maxell、Luke Jr、Pieter Wuille等核心开发者则持反对意见,认为这种做法会提高运行全节点的门槛,并带来不可控的影响。
这场争论最终进入白热化讨论而分裂,两种路线并不存在绝对的优劣:坚持小区块路线无法回答“区块奖励降低以后,低交易量如何维持足够的节点奖励以保证网络安全?”这个核心问题。而8MB也不会是最终解决方案,一旦选择大区块,最终很可能需要不断地扩容,无限制的扩容将导致技术风险的堆叠。这场争论的本质仍然是“比特币的愿景到底是什么?”此争论最终导致了社群分裂和2017年开始的硬分叉。除了BCH和后面的BSV以外,这一时期还出现了许多其他BTC分叉币。
在上述硬分叉战争以后,社群在维持区块大小的前提下,也逐渐引入了一系列新的技术方案以提高可扩展性,其中最重要的就是SegWit和Taproot。隔离见证(Segregated Witness)作为直接提高区块大小的替代方案,在BCH分叉的同时被引入。SegWit将交易分为两个部分,前一部分包含发送和接收地址,第二个部分保存交易签名或见证数据,移出主区块但保留验证功能。见证数据的移出使得在相同区块大小下所能容纳的交易量更多,达到以另一种方式提高吞吐量。SegWit以软分叉的方式引入,采用率不断提升,到2020年已经超过60%节点采纳,到2023年12月已达到95%。
2021年11月,另一项重要升级Taproot同样以软分叉的形式正式生效。此次升级由BIP340、BIP341和BIP342组合:BIP340引入了可同时验证多个交易的Schnorr签名,取代椭圆曲线数字签名算法(ECDSA),再一次扩大了网络容量并加快了批量交易的处理速度,为部署复杂的智能合约提供了可能性;BIP341实现了默克尔化抽象语法树(MAST)来优化区块链上的交易数据储存;BIP342(Tapscript)采用比特币的脚本编码语言来适应Schnorr签章和Taproot实现。Taproot升级带来比特币网络的进一步扩容,并带来执行智能合约的可能性。
伴随着区块大小之争尘埃落定,比特币L2开始大规模走进大众视野,其中最主流的路线是闪电网络(Lightning Network)和侧链。闪电网络最早在2015年由Joseph Poon和Thaddeus Dryja提出,核心思想是在多签地址中锁定一部分比特币,从而建立一个单独管辖的通道协议,使交易可在链下进行,最终结果由比特币网络确认。2018年3月,Lightning Labs宣布闪电网络正式上线比特币主网,代表应用有Strike、Taro、Lightspark等。侧链方案的尝试更早一些,2014年Blockstream就出版了第一篇比特币侧链方案的技术论文,但该方案并没有被真正实施。而RSK在2015年发布白皮书并于2018年1月启动完整功能的主网,同年9月,Blockstream也启动了Liquid Network侧链。除RSK和Liquid Network以外,Stacks、RootsStocks、Drivechain等也属于比特币网络侧链解决方案。另外,比特币社群开发者们也在状态通道、Roll-up等方向同时进行探索与实验。
早期的比特币项目受到中本聪的意见影响力较大,社群与开发大多走向数字黄金的非扩容道路。随着中本聪的消失与比特币的普及,扩容争议再次浮上台面并引发网络硬分叉。近期则出现许多改善方案包含SegWit、Taproot、闪电网络与侧链。可以说比特币网络近十五年来的更新,都是为了容量问题而苦恼、而改进。区块空间就是比特币网络开发者最重视的议题,主导着比特币的发展,而如今銘文的横空出世打乱了开发者的进度,再次造成严重的网络壅塞,不难理解为何部分开发者如此不满。理解历史与背景,将可以更加客观地独立思考而非从众。
Luke Dashjr当年,出自于担忧可能产生不可控的影响而反对提高区块空间上限,对照其现今对于銘文的反感与厌恶,不免感到唏嘘,不过也确实展现出比特币网络去中心化的重量,不因任何个人影响网络。理解历史后,究竟比特币网络该如何发展,则是现在的事情,也是接下来所有加密参与者都需深刻思考的议题。