链上扩容

在比特币和加密货币方面,不论是新手,还是经验丰富的老手,投资者们始终都在讨论的话题是比特币的运行机制。开发人员决定使用哪个平台;风投资本家决定哪个平台将来最有价值;比特币矿工在最赚钱的区块链上记录工作量证明(Proof-of-Work);用户定位具有最佳的成本、速度和安全性的平台。

随着比特币上的交易数据越来越多,关于扩容的讨论也日益增多,随后出现了两个方向的方案。一方是 Core 开发者坚持锁定上限,发展二层网络的方案,也就是通过所谓的闪电网络(Lightning Network)建立支付渠道;另一方则坚持直接提高区块上限,通过链上扩容为地球上数十亿潜在用户提供可信赖、价格低廉且易于使用的点对点现金系统。

比特币创始人中本聪(Satoshi Nakamoto)、拥有多年经验的开发者加文 · 安德烈森(Gavin Andresen)以及麦克 · 赫恩(Mike Hearn)都对比特币扩容方案提出了非常明确的建议。其中根据摩尔定律,链上扩容这一形式成就了今天的比特币。但这并非是我与其他许多人相信大区块和比特币现金(BCH)的根本原因。根本原因在于经济的本质。大区块是比特币扩容的唯一方法,任何其他扩容方案最后都会导致比特币区块链技术的终结。

通过本系列文章,我将介绍为何要通过大区块来保存比特币的区块链技术和愿景,尽力解释比特币运行的基本但必要的经济结构。任何反对大区块的行为都与经济学相悖。

比特币的激励结构

比特币是一个不断更新的数据库,受到共识机制的保护,需要所谓的矿工或节点执行大量计算,通过解决哈希难题拿到工作量证明(Proof-of-Work)。其中,处理能力最强的矿工最有可能解决难题并在区块链上添加区块,每个区块包含由用户签名并由节点中继的交易。由于工作量证明共识机制需要大量的精力投入,也就是成本投入,矿工享有两种货币激励措施,即通过工作量证明(Proof-of-Work)以电子货币的形式激励,保证网络运行:

1) 为添加区块的节点增加新币供给(目前每个区块奖励 12.5 枚比特币) 2) 用户选择的所有交易手续费总额(区块足够大的情况下,每笔手续费大约在一便士不到)

此外,更重要的是,每个节点还暗含着一个激励结构。由每个节点决定并(按计算能力)投票随后挖哪个区块,这不仅仅取决于谁先解决哈希难题,而是首先要确保交易有效,如果两笔相互冲突交易,则必须为排序靠前且有电子签名的一笔。

这对节点的 “行为” 有着很大的影响,因为在任何时候,所有节点都需注意到所有中继的交易,从而避免虚假或双重支付交易,这符合共同利益; 如果一个节点有意或无意地通过了欺诈性交易,其他节点便不会在这样一个欺诈性区块上挖掘。因为所有节点都需致力于区块链网络正常且诚实地运行,否则未来的收入岌岌可危。

如此就形成了一个高度互联的网络,每个节点都中继并处理所有接收到的有效交易,实现 Pareto 最优解。这一网络被称为一个小世界或一张近乎完整的图。简单说来,可以想象一下它以下列方式运行:

miner-network

值得注意的是,这一过程只需几毫秒。时间对于节点来说至关重要,是一个主要成本因素; 如果一个节点未能完全更新 便有着成为孤块的风险,其他节点可能决定不在这一节点开采的区块上挖矿,从而使其比特币奖励变得毫无价值。

比特币区块链的安全性恰恰源于这样一种网络效应:由于受到财务上的激励,最强大的节点开采速度高于网络中的其他任何节点,因此也不会选择违反游戏规则,只会记录有效交易。

有趣之处在于:比特币扩容

每 10 分钟生成一个区块,每 4 年 一个周期奖励减半。我们离下一次奖励减半,也就是 2020 年左右,越来越近了。由于新币奖励减少,矿工将越来越依赖于交易手续费总额的奖励。到最后,矿工的收益将全部来自手续费。

影响矿工是否愿意继续花费大量精力维护网络的方式有以下三种:

  1. 用户是否愿意为交易支付持续上涨的交易手续费。
  2. 不断为矿工发行新币,增加新币总量供给(鉴于比特币协议中约定的总量限制,这点不太可行)。
  3. 增加每个区块的交易量,从而增加手续费总额。

对于所有人,包括购买力较弱的人来说,为维持比特币的非通货膨胀性质,比特币必须进行大量链上扩容。也就是说,区块链本身必须扩展。试想一下,如果链上每秒能发生数百万笔交易,矿工得到的货币激励就会随之而涨——反之也加强了网络的安全性。

但如果不采用大区块的方式扩容,而是像比特币核心(BTC)那样人为设定区块的上限容量,通过链下解决方案来实现扩容,如闪电网络(Lightning Network),并不能带来类似于链上扩展的交易量,只会带来链上费用的不断增加或通货膨胀。闪电网络在链下扩容(假设可行)方面运用的越多,交易手续费会越高,或者通胀会越厉害,如此才能够满足节点运行所需的费用。

即使有些人决定自费提供节点,也更倾向于使用运算力强的节点在能触达上亿用户的区块链上挖矿,而非在一个区块大小有限的网络中开采——这将给网络带来巨大风险。

未来展望

在分析了比特币激励结构的基本性质之后,我们显然有两个选择,一边是越来越昂贵的网络、通胀的比特币以及不再安全的网络,另一边是通过链上扩容,实现快速、安全且低成本的网络——过去 10 年里,我们正是爱上了这样简朴的网络。不难想象,比特币核心(BTC)计划使用闪电网络作为唯一的扩容形式,将完全摆脱比特币区块链技术——因为比特币作为结算层只会成为交易障碍。但在所有这些场景中,哪一个听起来更像是《比特币:点对点电子现金系统》中描述的真正的比特币?


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