一文读懂比特币扩容问题的前世今生

该协议的激活方式是，主链中 1000 个连续区块中的 750 个使用 BIP101 (0x20000007) 指定的版本号。 激活时间为第750个区块产生的时间戳，有两周的缓冲时间。

BIP109

2016 年 1 月，Gavin Andresen 提出了 BIP109 提案。 该提案提出将比特币区块增加到2MB，并在支持哈希率超过75%时激活。

协议规定矿工将区块的版本号设置为0x10000000以示支持。

BIP103

2015年7月21日，由比特币核心开发者、Blockstream联合创始人Pieter Wuille提出，他建议将区块上限设置为最后11个区块大小的中值，或者使用代码GetMaxBlockSize(pindexBlock->pprev -> GetMedianTimePast())控制块的大小，从2017年1月到2063年7月比特币的弊端，每97天调整一次，范围不超过4.4%。

BIP105

2015年8月21日，由比特币核心开发者BtcDrak提出。 他建议区块应该从现有的1MB开始。 每次矿工创建一个区块时，他们都会通过投票决定增加或减少区块的大小。 最大范围是当前块的 10%。 %。 希望增加区块大小的矿工在投票时需要增加挖矿难度。

BIP106

2015 年 8 月 24 日，比特币开发商 Upal Chakraborty 提出每 2000 个区块动态调整一次大小。 如果90%的区块达到上限的90%，则区块大小加倍，如果90%的区块小于上限的50%，则区块大小减半。

BIP141（隔离见证）

2015年12月，由Ciphrex的联合创始人兼首席技术官Eric Lombrozo、比特币技术爱好者Johnson Lau和BlockStream的联合创始人Pieter Wuille提出，他们都是比特币核心的开发者。 他们建议去掉比特币交易过程中的签名域，将交易与签名分开，这样就可以在不增加区块大小的情况下实现“变相扩容”，也称为技术扩容方案。

如果95%的算力在区块数据中发出两周的bit1支持信号，该计划将被执行。

BIP148（用户激活软分叉）

由于BIP141一直遭到矿工阵营的反对，为推动隔离见证的升级，2017年3月，一位自称“Shaolinfry”的匿名社区成员提议由矿工决定是否对比特币网络进行升级改造，并转向用户、交易所等、支付处理商等。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，如果8月1日之前没有激活现有的隔离验证，升级了BIP148的节点将拒绝不发送bit1信号的区块。 该提案被认为是缩放问题中最激进和最有争议的。

BIP91

为了避免8月1日出现比特币分叉的情况，2017年5月，比特币开发商Blockstream的支持者James Hilliard提出了新的兼容方案BIP91。 该协议本质上是一个兼容BIP141的BIP148方案，但激活门槛为80%。 连续两天80%算力花费一个支撑信号将被锁定。 该协议可以使通过 BIP91 或 BIP148 升级的节点相互兼容，可以同时接受 bit1 和 bit4 信号。 这意味着无论核心阵营是否支持纽约共识，只要纽约共识的签署权（80%以上）支持该方案，就可以暂时避免比特币的分裂。 该协议是目前最有希望实施的方案。

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具体扩建计划

比特币 XT

2011年，Gavin Andresen被中本聪任命为比特币的首席开发者。 之后，Gavin 招募了很多技术人员加入开发团队，逐渐形成了我们今天看到的核心开发团队。

2015年初，他提出将比特币区块一次性扩容到20MB。 当时由于中国等发展中国家的网络条件无法满足这么大的区块，这个提议并没有在社区内达成共识。 2015 年底，Gavin Andresen 的联合开发者 Mike Hearn，其 20MB 扩容计划失败，提出了 Bitcoin XT 解决方案，将区块大小调整为 8MB。

该方案基于BIP101协议，将初始区块上限设置为8MB，随着时间的推移，区块上限逐渐增加。 然而，这个解决方案也没有得到开发团队其他成员的认可。 2016 年初，Gavin Andresen 被剥夺了比特币维护权，Mike Hearn 退出了比特币社区。

比特币经典

该提议于 2016 年 3 月由比特币基金前董事 Olivier Janssens、FinalHash 首席执行官 Marshall Long 和比特币矿工兼开发商 Jonathan Toomim 提出。 基于代码库，块大小已扩展到 2MB。 并获得 Gavin Andresen 和 Jeff Garzik 等开发人员的支持。

该方案需要得到75%以上的算力支持才能激活，激活后28天会发生硬分叉。 但该计划遭到BlockStream等区块链技术开发公司的反对。

BIP141+闪电网络

对于比特币经典方案，核心团队是反对的。 他们希望保持主链1M的区块大小不变，因此提出使用隔离认证（segwit）+闪电网络的方案来解决比特币交易拥堵的问题。

香港共识

2016年2月，Core开发者与矿工在香港数码港达成协议，实施BIP141+硬分叉2M，限制矿工运行Bitcoin Classic。

然而，由于参加会议的核心团队的几位主要开发人员的反对，香港共识被迫暂停。

比特币无限

该方案提出不对单个区块设置上限，在新区块产生后，矿工通过“紧急共识”来决定区块大小。

目前，BU 的支持率为 20%。

帝臣

该提案由伦敦帝国理工学院和康奈尔大学的开发团队于 2016 年 12 月提出，建议使用安全硬件进行扩展。

侧链扩展

2015年，Blockstream提出开发侧链扩容项目。 今年 6 月，Blockstream 首席战略官 Samson Mow 创立了 Liquid Networks 侧链项目，通过创建点对点侧链网络实现扩展。

纽约共识 (Segwit2X)

今年 5 月，Barry Silbert 的数字货币集团（DCG）与包括大型矿池运营商 Bitmian 在内的其他 57 家公司签署了 segwit2x 扩展计划。 该方案将隔离见证激活阈值设置为 80%，并使用第 4 位作为信令方法； 在六个月内执行 2 MB 的硬分叉扩展。

UAHF（用户激活硬分叉）

比特大陆于 2017 年 6 月发布了解决方案，开发者添加了命令规则集来更改节点软件。 这些更改将使之前无效的块在标志日后生效，并且这些更改将不需要绝大多数计算能力来执行。

UAHF的本质是比特大陆应对UASF的应急预案。

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比特币扩容的主要分歧

短短几年时间，各种比特币扩容方案让人眼花缭乱。 但根本原因不外乎是想要保持比特币小区块的核心开发团队、拒绝使用闪电网络的矿工和支持矿工的开发者之间的矛盾。

1、硬分叉会导致中心化吗？

目前核心开发团队一直希望比特币保持小块，用隔离验证+闪电网络解决比特币区块链拥堵问题。 一方面保证了区块链的安全，另一方面防止了矿工权力过大导致的比特币中心化。

他们认为，中本聪创造比特币的初衷是为人们提供一个去中心化、安全的交易网络，其安全性、不可逆性和政治独立性是其本质。 一旦发生硬分叉，区块大小从1M扩大到2M。 随着时间的推移，当 2M 不能满足需求时，区块大小不断扩大，直到普通私人计算机难以运行整个区块链。 算力集中在矿工身上。

但事实上，据统计，截至2017年5月，维护全网安全的记账矿工不超过25人，前5名占算力的51%以上。 不管是否存在扩容争议，比特币区块链的中心化已经在发生，所以在这里讨论哪种方案会导致中心化是没有意义的。

2、闪电网络伤害矿工利益

在区块链网络中，中本聪设计了工作量证明机制，让矿工通过算力维护区块链的安全，同时以比特币奖励奖励矿工继续挖矿，所以从根本上来说，矿工完全是利益驱使的群体。

在矿工眼中，核心团队支持的闪电网络实际上伤害了他们的利益和地位。 闪电网络的主要内容是为用户提供一系列可链下交易的双向支付通道，在现有比特币区块链的基础上构建一个二层支付网络。 大量的小额交易可以直接在二层网络上进行，只有大额交易才会被打包到区块链的主链中。

一方面，该方案利用支付通道缓解比特币主链压力，降低交易成本； 另一方面，大量小额交易被转移到链下，减少了需要矿工直接处理的交易数量。 而这两部分恰好是比特币大部分收益的来源。

因此，矿工们即使冒着比特币分裂的风险也不愿意同意Core的闪电网络提议。

3. 开发商之间的利益冲突

据了解，《纽约共识》中代码的主要作者是Jeff Garzik，Gavin Andresen也在维护代码的行列。 这两位是支持硬分叉的前核心开发团队成员。 所以更准确的说，这场扩容之战不仅仅是开发者和矿工之间的，而是不同立场的开发者之间的。

其实在扩容问题一开始，开发团队就有不同的声音。 以Gavin Andresen为代表的小组希望通过硬分叉来扩容，而以Pieter Wuille为代表的小组则认为增加区块大小的方式风险太大，希望保留中本聪的1M限制，通过其他方式解决意味着这个问题。

2014年，Pieter Wuille创立blockstream区块链技术开发公司，主导侧链技术的研发，旨在扩展比特币协议层的功能。 一直被人诟病的是，核心开发团队的主要开发人员大多为这家公司工作，而blockstream是目前唯一一家支持闪电网络研究的区块链技术公司。

2015年底，Gavin Andresen和Mike Hearn提出了Bitcoin XT方案，将区块大小调整为8MB。 这一计划遭到了核心团队其他成员的反对，最终他们两人被收回了合并代码的权利。 开发商只看到利益冲突是不言而喻的。

四、争夺话语权，抢抓发展先机

Gavin Andresen 曾公开表示：“开源代码的美妙之处在于，如果你认为开发团队不够好或者他们在错误的方向上开发，你可以拿下当前的源代码并聘请更好的团队来改进它。 “

2016年5月，blockstream向美国专利商标局（USTPO）提交了侧链专利申请。 联系核心团队，大力支持闪电网络。 不得不认为，Blockstream是希望将关乎比特币未来的关键技术掌握在自己的手中，从而在比特币未来的发展中抢占先机。 至于核心开发者，作为闪电网络的核心开发者，一旦比特币真正采用闪电网络，他们未来将拥有更多的代码控制权和话语权。

另一方面，矿工坚持不同意闪电网络的原因，一方面是利益受损，另一方面是担心自己在社区的地位和话语权会被削弱。

今年5月通过的“纽约共识”其实与一年前的“香港共识”在本质上没有太大区别。 他们都在实施隔离见证 + 2MB 硬分叉。 不同的是，这个计划完全排除了核心开发团队，矿工变得更加自由，也没有不能实施比特币经典等限制。

正是对权益的追求，造成了比特币社区不可调和的分歧。

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可以激活 Segwit2X 吗？

SegWit2x计划的内容包括两部分：隔离见证和增加区块大小。 将隔离见证的门槛设置为80%，需要bit4作为支持信号； 同时规定在6个月内实施一次2MB的硬分叉。 这里隔离见证的激活条件不同于之前核心团队提出的BIP141隔离见证方案。 BIP141 要求 95% 的激活阈值，并发送 bit1 作为支持信号。 这样很容易造成比特币分裂，这是矿工和开发者都不愿意看到的情况。

因此，为了避免分裂，社区提出了BIP91兼容方案，完全由算力激活。 该方案规定，在连续336个区块的周期内（两天半），如果有269个（80%）区块发送了bit1或bit4信号，则可以锁定BIP91，锁定协议后，再有336个区块，将被活性。 一旦激活，不支持隔离见证的区块将被拒绝。

目前，对segwit2x乃至整个比特币网络构成威胁的是UASF用户激活软分叉方案（BIP148）。 这个方案最早是由一位匿名开发者提出的，他规定BIP148应该由用户来驱动，不需要大多数算力的支持。

但由于缺乏共识机制和算力保障，用户激活软分叉并未得到广泛认可，目前全网仅有5.39%的节点支持。

因此，从比特币的长期发展来看，激活纽约共识的可能性更大。 比特币核心开发者 Eric Lombrozo 曾公开表示，如果矿工未能激活隔离见证，他们将支持激活 BIP148。 也就是说比特币的弊端，稳定激活隔离见证是矿工和核心开发团队短期内的共同目标； 另外，根据目前的网络投票可以看出，支持Segwit2x方案的算力已经超过了88%。

Antpool、F2Pool、BTCC等部分矿池已公开表示支持纽约共识。 虽然表示支持并不代表一定会投票，但除非他们一起忏悔，否则任何矿池轻易投票都会对自己造成不好的影响。 所以理论上只要BIP91的技术发展没有问题，隔离见证的激活就是大概率事件。

对于整个比特币社区来说，隔离验证开启后随之而来的2MB硬分叉是可能导致比特币分裂的问题。 在segwit2x开发团队发布的最新代码中可以看到，2MB硬分叉将在隔离见证激活三个月后自动激活，如果顺利的话，硬分叉将在6个月内完成。

但至今，核心开发团队仍坚持拒绝2MB硬分叉。 如果硬分叉完成后Core的态度依然坚定，那么发送bit1信号的Segregated Witness支持者和发送bit4信号的New York Consensus支持者势必将比特币一分为二。 那个时候怎么避免分裂呢？

是不是应该继续提出类似BIP91的兼容方案，让支持硬分叉的节点和不支持硬分叉的节点“和平共处”？ 还是我们希望核心做出妥协以避免比特币分裂？

所以不管纽约共识成功与否，比特币扩容之战未必就结束了。

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未来可能的情景

北京时间7月21日上午，在BIP 91的336个区块锁仓期间，超过锁仓所需的269个区块（80%）的信号支撑，BIP 91扩容提案正式锁仓。 BIP 91 将在接下来的 352 个区块内激活。

11 月 1 日 2MB 硬分叉

如果BIP91成功激活，隔离见证将在下个月内锁定激活。 Segregated Witness 被锁定三个月后，2MB 硬分叉将自动激活。 届时，如果该计划最终得到核心开发团队的支持，那么比特币就可以避免分裂，扩容争议也就此告一段落； 否则，比特币扩张之战将继续。

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山寨币的扩展问题

随着加密货币市场越来越火爆，不仅比特币面临交易速度慢、急需扩容的问题，一些比较火爆的山寨币也面临着同样的考验。

以太坊提高气体限制

在比特币中，每个区块都有大小限制，而在以太坊中，每个区块都有气体限制，以影响区块网络的计算能力。 今年6月以来，以太坊网络充斥着大量垃圾交易，导致区块链拥堵、系统响应缓慢，其价格也随之下跌。 以太坊基金会联合创始人 Hudson Jameson 曾呼吁矿工手动修改 gas limit 以解决交易网络拥堵问题。

其实以太坊除了提高gas limit之外，还有其他的扩容方式，比如：

Dash 年度升级计划

DASH成立于2014年，是一种支持即时交易、保护用户隐私的数字货币。 它和比特币一样，都是基于工作量证明机制。 早在 2016 年，其创始人埃文·达菲尔德 (Evan Duffield) 就担心交易拥堵，并将他的区块扩大到 2MB。

近期比特币社区就扩容问题争论不休时，达世币表示将继续扩容，从2MB扩容到4MB，以降低交易成本； 同时，还将实施逐年升级的扩张计划。

莱特币分叉

莱特币诞生于2011年，从技术角度来说，它是通过改进比特币的核心代码而发展起来的，所以它的交易确认速度其实更快，目前莱特币的交易笔数远不及比特币。 ，因此莱特币网络不存在交易拥塞问题。

不过，其开发团队还是宣布将对比特币网络进行升级，以实现创新，为莱特币带来更大的发展。 今年4月，莱特币社区投票决定通过隔离验证软分叉升级其区块链。

莱特币开发团队表示，未来将增加“闪电网络”、“智能合约”等功能。