一、区块链的本质

比特币区块链是一个全球性的、分布式的、容量有限且昂贵的系统。每笔交易的价值内容都不同。当区块容量不足时，要保证高价值交易进入区块。高价值交易愿意并且能够支付足够高的网络费用以获得足够高的优先级进入区块。

随着比特币的繁荣，交易的数量会越来越大，有限的区块大小会让低价值的交易（比如发送 1 美分）永远不会进入区块，因为低价值的交易无法支付高额的网络费用。

然后网络退化为一个清算系统，将低价值的交易驱逐出去，这些交易被第三方记账系统所取代。

在闪电网络出现之前，第三方记账系统主要是链下钱包提供商。用户信任第三方钱包平台并将比特币存入其中。同一平台用户之间的转账只会带来账户余额的变化，不会产生比特币交易。

现金系统意味着所有的交易都要进入区块，所以当区块容量不足时，要及时提高区块大小限制，以扩大系统。交易阻塞可能在短时间内发生，但从长远来看，所有交易都应该能够进入区块。每个人都享受到比特币系统带来的极大便利和优势。

为了解决区块链容量问题，比特币于 2017 年 8 月 24 日引入了隔离见证。

让我们回顾一下上图中比特币区块链中的交易结构。

每笔交易的输入都包含一个 ScriptSig。这个 ScriptSig 主要用于交易验证。它只对需要验证交易的矿工有意义。对于普通用户来说，这个 ScriptSig 是完全没有必要的。

隔离见证会将此 ScriptSig 排除在交易之外。这扩大了可以容纳的交易数量。

同时，从交易中排除 ScriptSig 具有避免交易延展性的优势。

延展性意味着某物变形了，但其本质保持不变。对于交易，ScriptSig 中包含的签名实际上可以更改。这会导致整个事务的变化，最终导致 Transaction ID 的变化。

因为 Transaction ID 是整个交易的 Hash。

为什么可以更改签名？

因为对于某种签名算法，可能有多种签名方式，所以很多签名方式都是正确有效的签名。但最终会导致事务id发生变化。

假设有这样的情况。小明在火币网发起提现交易。当交易被广播到网络并且尚未被包含在块中时。

小明监控交易并微调交易的签名，从而生成新的交易并将其发送到比特币网络。

最后，比特币网络收到小明修改后的交易。

不过，此时小明可以向火币投诉，表示自己没有收到交易。火币网客服会根据之前的交易id查看这条记录，当然查不到。最后，火币会补偿小明一笔费用。于是，萧铭攻击成功。

区块链的膨胀问题

比特币区块链的规模一直在增加。其实不光是比特币，所有的区块链网络都会有这个问题，因为每个区块链节点都需要存储所有链上信息。

让我们看一下区块链的大小。2020年全节点规模将超过250G！

反对社区

对于比特币来说，挖矿本身就是一种投票。最初的想法是以CPU为单位，用算力投票，保证系统的安全。但随着“智能”技术人员将 CPU 替换为 GPU，然后是 FPGA，然后是 ASIC 矿机，这条路已经偏离了初衷。

比特币社区的任何人都会发现，比特币持有者和矿工是两个完全不同的群体。这群比特币矿工似乎已经完全脱离了社区。很多矿工可能根本不了解比特币的生态，甚至不关心比特币的未来。

所以每年都会看到一些奇怪的景象，持有比特币的社区不得不通过谴责和呼吁，要求某些矿池降低算力，以免严重影响比特币的发展。

而这些矿池也会说，他们基于道德和意识正在减少他们的份额。任何拥有比特币的人，看到比特币的命运掌握在不一定关心比特币命运的人手中，会不会很奇怪。

这似乎有点类似，一个公司的命运不是由持有公司股份的股东决定的，而是由那些可能根本没有股份的人决定的，而只是由那些有钱的人决定的。金融界“门口的野蛮人”。那些持有比特币的人完全没有能力对比特币的未来做出自己的决定。中本聪设定的一个CPU，一票的文明世界似乎一下子变成了一个纯粹靠蛮力看谁更厉害的原始社会。

失败的进化机制

比特币发展初期主要依靠以中本聪为核心的技术团队制定相关技术标准，开发比特币钱包。但随着中本聪退出比特币世界，这项任务逐渐转移到了比特币基金会。

比特币基金会是一个非营利组织，负责协调比特币的发展。除了开发比特币钱包外，他们还参与推广比特币概念和应用，教育市场，与政府沟通。由于基金会本身是一个非营利组织，只能依靠捐款来运作。但比特币世界大量资金投入矿机，开发者很难从比特币开发中获利。

开发人员经常面临两难境地。由于比特币在全球范围内获得了一定程度的认可，其客户端被全球数百万人使用，但其早期核心开发者已经消失，留下后续开发者不敢更改核心代码，只能对外围进行一些修复。因为一旦核心代码被修改，任何一个小问题都可能导致全球比特币网络瘫痪（在比特币的发展过程中已经出现过这种情况），没有多少开发者愿意冒这样的风险。但是，如果变更能够成功并稳定运行，开发者除了获得社区的掌声外，不会获得任何实际收益。

而是否使用新版客户端的决定权在比特币矿工手中怎么查自己的比特币，任何对矿工不利的修改都是不可能通过的，甚至比特币基金会也无能为力，所以开发者的热情并不高足以修改。在这种情况下，比特币客户端经过多年的发展，仍然处于非常原始的状态，不仅不适合普通人，而且完全不像互联网时代的软件。正如中本聪最初设想的那样，社区中的许多开发人员继续修改系统。像Linux一样怎么查自己的比特币，通过社区的共同努力推动系统适应时代发展的情况并没有出现。

解决这个问题

所以对于区块扩容的问题，其实有两种更好的解决方案。

首先是闪电网络：

闪电网络可以被视为一个临时记账系统。比如 A 和 B 直接有很多交易，所以可以先在区块链中建立一个通道。

后续的所有交易都在这个通道中进行（以智能合约的形式），只有通道关闭时，两笔交易才会正式更新到比特币网络。

这为 A 和 B 节省了大量的交易成本。

还有一种技术叫侧链

侧链技术实际上在比特币网络之外构建了另一条链。比特币网络仅用于清算。

当然，为了解决比特币的问题，出现了第二代甚至第三代区块链技术平台。感兴趣的朋友可以继续关注我的后续更新。

总结

本文介绍了区块链网络中的困境和一些解决方案，希望大家喜欢。