一、為何要擴容？

一般我們所理解擴容是什么呢？即當(dāng)某個容器或承載物不足以支撐或承載現(xiàn)有事物需求時，我們通過擴大容器的容量或承載物的體積來滿足日益增長的需求，從而緩解當(dāng)前容器或承載物所受壓力的一種手段。區(qū)塊鏈擴容也是如此，在比特幣誕生之初比特幣創(chuàng)始人中本聰并沒有特意限制區(qū)塊的大小，區(qū)塊最大可以達(dá)到32MB，當(dāng)時平均每個區(qū)塊大小為1~2KB。

有人認(rèn)為區(qū)塊鏈大小上限過高容易造成計算機資源的浪費，還容易發(fā)生DDOS攻擊（至于什么是DDOS攻擊不懂的可以參讀此文DDoS攻擊方式和原理），因此為了保證比特幣系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，中本聰決定臨時將區(qū)塊大小限定在1MB。

那時比特幣用戶少，交易量也沒有那么大，并不會造成區(qū)塊擁堵，然而2013年至今隨著比特幣價格的直線上升，用戶越來越多因此造成比特幣網(wǎng)絡(luò)擁堵，用戶交易費用上升的問題逐漸涌現(xiàn)出來。到現(xiàn)在，比特幣區(qū)塊鏈上最高時有幾十萬筆交易積壓，比特幣的平均交易費用比 2010 年 9 月上漲了 376 倍，每秒 7 筆交易的處理速度已經(jīng)明顯無法滿足用戶需求，比特幣社區(qū)開始探索如何給比特幣擴容”。

二、如何擴容？

即通過修改比特幣底層代碼，從而達(dá)到提高交易處理能力的目的。

比特幣擴容本身發(fā)展和設(shè)計方案有兩種，即第一層和第二層擴容技術(shù)。

· 第一層擴容技術(shù)即改進(jìn)區(qū)塊鏈自身，把區(qū)塊鏈自身變得更快、容量變得更大，總的來說就是改變區(qū)塊鏈共識部分的內(nèi)容。

· 第二層擴容技術(shù)目的是把計算移到鏈下，即通過側(cè)鏈的技術(shù)加以解決問題。

三、關(guān)于擴容的相關(guān)協(xié)議

1.BIP100

2015 年 6 月，由前 Bitcoin core 開發(fā)員兼 Bitpay 員工 Jeff Garzik 提出，他建議移除 1MB 區(qū)塊上限，保留 32MB 的限制，在這個基礎(chǔ)上增加一個浮動的塊大小限制，礦工們通過代碼（‘BV’+BlockSizeRequestValue into coinbase scriptSig, e.g）來投票決定區(qū)塊的大小。協(xié)議中規(guī)定連續(xù) 12000 個區(qū)塊中 90%的礦工投票同意就可以激活該方案。

2.BIP102

2015 年 6 月 23， Jeff Garzik 又提出 BIP102，這個協(xié)議很簡單，他建議 一次性將區(qū)塊擴大到 2MB。只要主鏈中有超過 95%的區(qū)塊表示支持該協(xié)議就能夠被激活。值得注意的是 Jeff Garzik 2014 年離開 bitcoin core，2015 年 10 月創(chuàng)立 Bloq。

3.BIP101

2015 年 6 月，由前 bitcoin core 首席開發(fā)員兼比特幣基金首席科學(xué)家 Gavin Andresen 提出，他建議 將區(qū)塊的初始大小設(shè)為 8MB，之后隨時間變化而線性改變區(qū)塊大小 。

起始時間戳為 2016-01-11 00：00：00 UTC（1452470400），每 63,072,000 秒 （兩年，忽略閏年） 增大一次區(qū)塊，直到 2036 – 01 – 06 00：00 UTC（2083190400）。區(qū)塊最大可增加到 8,192MB。

該協(xié)議的激活方式是，在主鏈中連續(xù) 1000 個區(qū)塊中有 750 塊使用 BIP101 規(guī)定的版本號（0x20000007）。激活時間為第 750 個區(qū)塊產(chǎn)生的時間戳，并且有兩周的緩沖時間。

4.BIP109

2016 年 1 月，Gavin Andresen 又提出了 BIP109 方案。該方案建議將比特幣區(qū)塊增加到 2MB，并且當(dāng)支持算力超過 75%時被激活。協(xié)議規(guī)定，礦工將區(qū)塊的版本號設(shè)置為 0x10000000 以示支持。

5.BIP103

2015 年 7 月 21，由 bitcoin core 開發(fā)者，Blockstream 聯(lián)合創(chuàng)始人 Pieter Wuille 提出，他建議 將區(qū)塊上限設(shè)為最近 11 個區(qū)塊大小的中位數(shù)，或者利用代碼 GetMaxBlockSize（pindexBlock->pprev->GetMedianTimePast（）） 來控制區(qū)塊的大小 ，從 2017 年 1 月到 2063 年 7 月，每 97 天調(diào)整一次，幅度不超過 4.4%。

6.BIP105

2015 年 8 月 21，由 bitcoin core 開發(fā)員 BtcDrak 提出，他建議區(qū)塊以現(xiàn)有 1MB 為起點，礦工每創(chuàng)建一個塊他們通過投票決定增加或者減少這個塊的大小 ，最大幅度是當(dāng)前區(qū)塊的 10%。期望增加區(qū)塊大小的礦工投票時需要額外提高挖礦的難度。

7.BIP106

2015 年 8 月 24，由比特幣開發(fā)者 Upal Chakraborty 提出，建議 每 2000 個區(qū)塊為周期動態(tài)調(diào)整大小 。如果 90%的區(qū)塊達(dá)到了上限的 90%, 區(qū)塊體積擴大兩倍，如果 90%的區(qū)塊小于上限的 50%, 則區(qū)塊體積減半。

8.BIP141（隔離見證）

2015 年 12 月，由 Ciphrex 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Eric Lombrozo， 比特幣技術(shù)愛好者 Johnson Lau 和 BlockStream 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Pieter Wuille 提出，他們都是 bitcoin core 的開發(fā)員。他們建議 移除比特幣交易過程中的簽名字段，將交易和簽名分離開，這樣就可以在不擴大區(qū)塊大小的情況下實現(xiàn)變相擴容”，也稱為技術(shù)性擴容方案。在持續(xù)兩周時間里有 95%的算力在區(qū)塊數(shù)據(jù)中發(fā)出 bit1 支持信號，該方案將被執(zhí)行。

9.BIP148（用戶激活軟分叉）

由于BIP141一直被礦工陣營反對，為了推進(jìn)隔離見證的升級，2017年3月，由自稱Shaolinfry”的匿名社區(qū)成員提出，他建議將由礦工決定是否進(jìn)行升級更改比特幣網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)向由用戶、交易所、支付處理商等來決定。該協(xié)議將原本由算力決定的鎖定信號交給由全網(wǎng)節(jié)點來決定 。約定激活日期為 8月1日，如果在8月1日前現(xiàn)有的隔離驗證沒有激活，升級了 BIP148 的節(jié)點將會拒絕沒有發(fā)送 bit1 信號的區(qū)塊。該方案被認(rèn)為是擴容問題中最激進(jìn)和最具爭議的一個。

10.BIP91

為了避免在 8 月 1 日出現(xiàn)比特幣分叉的局面，2017 年 5 月，由比特幣開發(fā)者 blockstream 的支持者 James Hilliard 提出一個兼容性的新方案BIP91。該協(xié)議實質(zhì)上是一個兼容 BIP141 的 BIP148 方案，但是激活閥值在 80%。如果 80%的算力在持續(xù)兩天內(nèi)支發(fā)出支持信號，它就會被鎖定。該協(xié)議可以使得無論通過 BIP91 還是 BIP148 升級后的節(jié)點互相兼容，能夠同時接受 bit1 和 bit4 的信號。意味著無論 core 陣營支不支持紐約共識，只要紐約共識的簽署算力（超過了 80%）支持該方案，那么比特幣的分裂就暫時能夠被避免。該協(xié)議也是目前最有望執(zhí)行的方案。

四、擴容結(jié)局

比特幣現(xiàn)在分裂成為大區(qū)塊Bitcoin Cash（BCH），和隔離見證。隔離見證現(xiàn)在是市場上公認(rèn)的比特幣。而大區(qū)塊幣被冠名為比特現(xiàn)金。可以預(yù)見的往后的發(fā)展方向，比特幣將會以鏈下交易為主。包括閃電網(wǎng)絡(luò)、側(cè)鏈。這兩個新東西目前不成熟，但是被很多人寄于厚望的。

比特幣將會大量發(fā)展隔離見證交易，并在隔離見證的基礎(chǔ)上做更多的衍生技術(shù)。最有可能是以技術(shù)推動比特幣往前發(fā)展。

比特現(xiàn)金將會以鏈上交易為主，重點發(fā)展貨幣功能，以降低交易摩擦為主要方式，以獲利更廣泛的鏈上用戶量為主要發(fā)展方向。