วิธีที่ SegWit เพิ่มขีดความสามารถของ Bitcoin และแก้ไขปัญหา Transaction Malleability

Bitcoin ในฐานะสกุลเงินดิจิทัลแรกเริ่ม ได้พัฒนาต่อเนื่องเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของผู้ใช้งานในด้านความสามารถในการขยายตัว ความปลอดภัย และประสิทธิภาพ หนึ่งในอัปเกรดสำคัญที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คือ Segregated Witness (SegWit) ซึ่งเปิดตัวเมื่อเดือนสิงหาคม 2017 การอัปเกรดนี้มุ่งเน้นแก้ไขสองปัญหาสำคัญ ได้แก่ การเพิ่มความจุในการทำธุรกรรมและการลดปัญหา transaction malleability การเข้าใจว่าทำไมและอย่างไร SegWit จึงสามารถบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ได้ จะช่วยให้เข้าใจวิวัฒนาการของ Bitcoin อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น รวมถึงศักยภาพในการสนับสนุนระบบนิเวศน์ที่กว้างขึ้น

What Is SegWit and Why Was It Introduced?

Segregated Witness (SegWit) คือการอัปเกรดแบบ soft fork สำหรับโปรโตคอล Bitcoin ซึ่งออกแบบมาเพื่อเสริมสร้างความสามารถในการขยายตัวและความปลอดภัย เดิมทีเสนอเป็น BIP 141 ในปี 2015 และเปิดใช้งานเมื่อวันที่ 1 สิงหาคม 2017 จุดประสงค์หลักของ SegWit คือการแก้ไขข้อจำกัดที่เกิดจากดีไซน์เดิมของ Bitcoin ซึ่งมีข้อจำกัดด้านขนาดบล็อกอยู่ที่ 1 MB รวมถึงจัดการกับช่องโหว่ด้าน transaction malleability

ก่อนที่จะมี SegWit แต่ละบล็อกจะรองรับธุรกรรมได้จำนวนจำกัด เนื่องจากข้อจำกัดด้านขนาด ส่งผลให้เกิดภาวะแออัดเครือข่าย ค่าธรรมเนียมสูงขึ้น เวลายืนยันธุรกรรมช้าลง และสุดท้ายก็เป็นอุปสรรคต่อการปรับขนาดให้เหมาะสมกับการใช้งานในชีวิตประจำวัน นอกจากนี้ ปัญหา transaction malleability ยังเป็นช่องโหว่ทางด้านความปลอดภัย ที่อนุญาตให้ผู้ไม่หวังดี หรือแม้แต่ผู้ใช้เอง สามารถปรับเปลี่ยนบางส่วนของข้อมูลธุรกรรมก่อนที่จะได้รับการยืนยัน โดยไม่ทำให้ข้อมูลผิดเพี้ยน ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการทำงานซับซ้อน เช่น ช่องทางชำระเงินหรือสมาร์ทคอนแทรกต์บน Bitcoin ได้

How Does SegWit Increase Transaction Capacity?

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของ SegWit คือ ความสามารถในการเพิ่มจำนวนธุรกรรมที่รองรับภายในแต่ละบล็อก โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงข้อกำหนดพื้นฐานเรื่องขนาดบล็อกโดยตรงจากเดิมคือประมาณ 1 MB

Separation of Signature Data

นวัตกรรมสำคัญของ SegWIT อยู่ที่แนวคิดแยกข้อมูลลายเซ็น (witness data) ออกจากส่วนอื่น ๆ ของธุรกรรม โดยตามเดิม ลายเซ็นจะถูกฝังอยู่ภายใน input ของแต่ละรายการ เมื่อเปิดใช้ SegWIT:

• ข้อมูล witness (ลายเซ็น) จะถูกเคลื่อนออกไปอยู่นอกส่วนหลักของธุรกรรม
• ส่วนข้อมูลหลักยังคงเดิม แต่จะเชื่อมโยงกับ witness data ที่แยกต่างหากนี้แทน

แนวคิดนี้ช่วยให้ nodes สามารถตรวจสอบลายเซ็นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพราะไม่ต้องโหลดข้อมูลทั้งหมดพร้อมกัน ทำให้:

• บล็อกสามารถรองรับธุรกรรมเพิ่มเติม เนื่องจากพื้นที่สำหรับเก็บ signature data ถูกลดลง
• แม้ว่าขนาดรวมจริงยังอยู่ใกล้เคียงเดิมประมาณ 1 MB แต่ด้วยวิธีนี้ ประสิทธิภาพโดยรวมเทียบเท่าเพิ่มขึ้นสูงสุดถึงประมาณสี่เท่า เรียกว่า "block weight" แทนที่จะเป็น size จริง ๆ

Block Weight Concept

โปรโตคอล Bitcoin ปัจจุบันใช้แนวคิด "น้ำหนักบล็อก" (block weight) ซึ่งกำหนดน้ำหนักแตกต่างกันตามตำแหน่งข้อมูลว่าอยู่ภายในหรืออยู่นอก witness:

• ข้อมูล non-witness มีค่าเต็มตามน้ำหนัก
• ข้อมูล witness มีค่าที่ต่ำกว่า เนื่องจากได้รับ compression ช่วยลดพื้นที่

ระบบนี้ช่วยให้บล็อกจาก witness data ที่ถูก segregate แล้ว สามารถมี capacity มากขึ้นโดยไม่ฝืนข้อกำหนดเดิม เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับวิธีแก้ปัญหาการปรับแต่งระบบเพื่อรองรับอนาคต

How Does SegWIT Reduce Transaction Malleability?

Transaction malleability เป็นจุดอ่อนสำคัญสำหรับนักพัฒนาและผู้ใช้งาน Bitcoin ในเชิงซ้อน เช่น ช่องทางชำระเงิน หรือ multi-signature schemes มันหมายถึง การปรับเปลี่ยนบางส่วน เช่น ลายเซ็น โดยไม่ได้ทำให้อีกฝ่ายเสียหาย แต่กลับเปลี่ยนอัตลักษณ์เฉพาะตัว (TXID)

The Problem With Malleability

ก่อนหน้า:

• ผู้ไม่หวังดีสามารถแก้ไข script ลายเซ็นหลังจากประกาศบนเครือข่ายแล้ว ก่อนที่จะได้รับการยืนยัน
• การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ทำให้ TXID เปลี่ยนไป ทั้ง ๆ ที่ยอดเงินยังเหมือนเดิม

นี่สร้างปัญหาแก่ระบบต่าง ๆ ที่พึ่งพา TXID คงเส้นคงวามาก เช่น ช่องทาง Lightning Network หรือ ระบบซื้อขายอัตโนมัติ เพราะต้องติดตามสถานะด้วย TXID ที่เชื่อถือได้ตลอดเวลา

How Does SegWit's Design Fix This?

ด้วยกลไกใหม่คือ ย้ายข้อมูลเกี่ยวกับลายเซ็นทั้งหมด ไปไว้ใน witness fields แยกต่างหาก จาก serialization หลัก ทำให้:

• ส่วน core ของธุรกรรรม กลายเป็นโมดูโลเดียวกัน ไม่ผูกพันกับ script ลายนิ้วมือแบบ mutable อีกต่อไป
• การปรับแต่งใด ๆ เฉพาะใน witness signatures จะไม่มีผลกระทบต่อ TXID อีกต่อไป เพราะมันไม่ได้ถูกรวมอยู่ในการนิยาม ID ใหม่นี้อีกแล้ว

ดังนั้น: TXID จะแสดงผลเป็นค่าคงที่หลังประกาศ ช่วยเสริมสร้างความเชื่อมั่นและเสถียรมากขึ้น สำหรับ protocol ชั้นบนอื่นๆ ที่สร้างบนพื้นฐาน bitcoin infrastructure นี้

Adoption Impact & Broader Benefits

ตั้งแต่เปิดใช้งานเมื่อปี 2017 กว่า 90% ของทุกธุรกรรม bitcoin ได้ใช้รูปแบบ segwit แล้ว นี่สะท้อนทั้งระดับ industry acceptance และประสิทธิภาพทางเทคนิค ผลดีโดยตรงหรือโดยอ้อม ได้แก่:

• ค่าธรรมเนียมต่ำลง: ถึงแม้ว่าค่า fee จะแปรผันตาม demand ของเครือข่าย ก็เพราะ efficiency จาก segwit ช่วยรักษาระดับค่า fee ให้เสถียรมากขึ้น
• เวลาการยืนยันเร็วขึ้น: ความจุมากขึ้น ลด backlog ระหว่าง peak periods
• ปลอดภัยมากกว่า: ลด malleability สนับสนุนฟีเจอร์ขั้นสูง เช่น Lightning Network สำหรับชำระเงินทันที off-chain ด้วย TXIDs คาดการณ์ได้ง่ายกว่าเดิม

Challenges During Implementation & Ongoing Developments

แม้ว่าจะเห็นคุณค่าอย่างชัดเจน แต่ก็พบแรงต่อต้านเบื้องต้น จากนักเหมืองบางกลุ่ม เกี่ยวกับความเสี่ยงจาก soft fork เช่น อาจเกิด chain split หาก consensus ไม่ครบถ้วนตั้งแต่แรก รวมทั้งคำถามเรื่อง security bugs ก็ถูกหยิบมาอภิปราย แต่มักได้รับคำตอบผ่านกระบวน testing เข้มแข็งทั้งก่อนและหลัง deployment

อนาคต:

• พัฒนายิ่งๆ ขึ้น ด้วย Schnorr signatures เพื่อเพิ่ม scalability
• Taproot เสริม privacy ฟีเจอร์ใหม่
• งานวิจัยล่าสุด มุ่งหน้าสู่ throughput สูงสุด พร้อมรักษามาตรฐาน decentralization ต่อไป

Why Understanding Segmenting Witness Matters Today

สำหรับนักลงทุน นักพัฒนา:

• เข้าใจว่าทำไม segwit จึงช่วยเพิ่ม capacity ให้เครือข่าย ตลอดจนรู้จักบทบาทสำคัญในการแก้ไข malleability จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมหลาย Layer2 solutions ถึงนิยมใช้มันมากที่สุด
• รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเทคนิคเหล่านี้ ช่วยประกอบตัดสินใจ สรรค์สร้าง decentralized applications บนอาณาจักรถัดไปบนพื้นฐาน blockchain แข็งแรงนี้

ด้วยแนวคิดออกแบบใหม่ เช่น แยกลายนิ้วมือออกจาก transactions หลอมรวมเข้าด้วยกันผ่าน soft forks —Segregated Witness เป็นตัวอย่างคลาสสิกแห่งวิวัฒนาการโปรโตคอล เพื่อรักษา relevance ของ blockchain ท่ามกลางยุคนวัตกรรมรวดเร็ว