SegWit如何提升比特币的容量和抗篡改性？
如何 SegWit 增強比特幣的交易容量與安全性
比特幣作為首個加密貨幣，不斷演進以滿足用戶對更快、更便宜、更安全交易的需求。近年來最具影響力的升級之一是 Segregated Witness（SegWit），於2017年推出。這項協議升級解決了兩個關鍵問題：增加交易容量和修復交易可塑性。了解 SegWit 如何實現這些改進，有助於深入理解比特幣的持續發展及其未來擴展方案。
什麼是 SegWit 及其引入原因？
SegWit 代表「隔離見證」（Segregated Witness），是一個技術術語，描述將數字簽名（見證資料）從區塊內的交易資料中分離出來。最初，比特幣每個區塊限制在1兆字節（MB），限制了每個區塊能處理的交易數量。在高需求時期，這一限制導致網絡擁堵、確認時間延長以及手續費上升。
此外，比特幣的腳本系統也存在一個安全漏洞，即所謂的「交易可塑性」— 攻擊者可以在廣播後但在確認前修改某些部分，而不使該交易失效。此漏洞使得依賴未變更事實ID（TXID）的第二層解決方案，如閃電網絡，變得複雜。
SegWit 的主要目標有兩方面：一方面通過有效擴展每個區塊能容納更多交易來提升網絡容量；另一方面消除與可塑性相關的漏洞。
SegWit 如何提升交易容量？
實施 SegWit 的核心優點之一，是能顯著提高比特幣有效區塊大小限制，而不直接改變1 MB 的硬性上限。通過將數字簽名（見證資料）與主體交易資料分離，區塊可以在尺寸範圍內容納更多交易。
這種分離允許約四倍左右的容量提升；傳統上，每個區塊約為1 MB，但啟用 SegWit 後，由於高效壓縮技術，它們可以存放大約4 MB 的見證無關資料。在實務操作中：
- 每個區塊包含更多交易：增加了礦工打包多筆訂單並挖掘新礦池。
- 減少網絡擁堵：由於吞吐量提高，整體網路負荷降低。
- 降低手續費：隨著供應相對需求增加—部分歸功於效率提升—用戶支付手續費意願下降，使得繁忙時段成本降低。
此改進直接惠及普通用戶，使他們在繁忙期間享受更快、更便宜的轉帳——向主流採用邁出了重要一步。
SegWIT 如何修復「可塑性」問題？
「可塑性」曾是阻礙第二層擴展方案如支付通道或閃電網絡的重要障礙。本質上：
- 攻擊者可以在廣播後但尚未確認前修改部分簽名或非必要字段。
- 這會改變該筆轉帳的 TXID，在後續引用或結算時造成混亂和困難。
SegWit's 設計將所有見證資料——即簽名——移出計算唯一識別碼（TXID）的核心部分。因此：
- 攻擊者無法僅修改簽名而不影響見證內容。
- 一旦廣播，原始 TXID 保持一致，不會被篡改。
此修正大幅增強安全性能，有助於建立信任鏈上的智能合約和跨鏈支付渠道等應用場景，也促進了去中心化金融生態系統發展。
實施細節與採用情況
推行 SegWit 需要參與方達成共識，即透過軟分叉方式逐步激活——不會拆散整條鏈，而是在現有規則基礎上加入新規則，各節點逐步接受。截至2017年8月1日正式啟動之後：
- 大多數主要錢包和交換平台已支持支援帶有 segwit 地址。
- 根據最新數據，到2023年初，用戶每日使用 segwit 的比特幣轉帳比例已經顯著提高，有些甚至超過半數以上日常活動都使用 segwit 地址完成轉賬。
儘管早期面臨兼容問題、推廣緩慢，以及一些實作複雜性的挑戰，但社群普遍接受此升級，其原因包括立即帶來效率改善，以及為未來二層解決方案奠定基礎的重要角色。
除了容量之外：SegWIT 支援的新型第二層解決方案
除了提升基本容量，例如減少高峰期手續費外，更長遠的是促使開發者探索創新的微縮尺度解決方案，如：
閃電網絡
一種二層協議，可實現近乎瞬時的小額支付，利用底層比特幣鏈提供安全保障，同時大幅降低成本，提高速度，非常適合日常微付款場景。
Sidechains 與狀態通道
其他方法則涉及建立獨立鏈並透過跨鏈通信協議連接到主鏈，以支持不同功能或優化性能，同樣借助像 segwit 等升級帶來的新能力，加強靈活度和擴展潛力。
這些技術旨在讓微型支付更加普及，例如線上購物、小額捐款、物聯網設備付費等，同時堅守比特幣追求去中心化、安全可靠原則。
未來影響與展望
自2017年啟動以來，大規模採用証明 protocol 升級如 SegWit，是負責任地推動 blockchain 技術演進的重要工具，不損害去中心化或安全標準。而它成功也鋪平道路，引領至諸如 Taproot 等隱私功能增強同時兼具擴容效果的新階段革新。
隨著全球對加密貨币需求持續攀升，包括機構投資逐漸融入金融體系之中，可預見的是，一套具有彈性的基建架構愈發重要。而像隔離見證這樣由社群共識驅動完成的重要升級，不僅是技術里程碑，更彰顯社群合作下適應變革、共同前行的不懈精神。
關鍵詞: 比特幣擴容 | 比特彌補缺陷 | segwit 優勢 | 比特幣升級 | 跨鏈拓展 | 閃電網路 | 區塊鏈容量提升
kai
2025-05-14 10:09
SegWit如何提升比特币的容量和抗篡改性？
如何 SegWit 增強比特幣的交易容量與安全性
比特幣作為首個加密貨幣，不斷演進以滿足用戶對更快、更便宜、更安全交易的需求。近年來最具影響力的升級之一是 Segregated Witness（SegWit），於2017年推出。這項協議升級解決了兩個關鍵問題：增加交易容量和修復交易可塑性。了解 SegWit 如何實現這些改進，有助於深入理解比特幣的持續發展及其未來擴展方案。
什麼是 SegWit 及其引入原因？
SegWit 代表「隔離見證」（Segregated Witness），是一個技術術語，描述將數字簽名（見證資料）從區塊內的交易資料中分離出來。最初，比特幣每個區塊限制在1兆字節（MB），限制了每個區塊能處理的交易數量。在高需求時期，這一限制導致網絡擁堵、確認時間延長以及手續費上升。
此外，比特幣的腳本系統也存在一個安全漏洞，即所謂的「交易可塑性」— 攻擊者可以在廣播後但在確認前修改某些部分，而不使該交易失效。此漏洞使得依賴未變更事實ID（TXID）的第二層解決方案，如閃電網絡，變得複雜。
SegWit 的主要目標有兩方面：一方面通過有效擴展每個區塊能容納更多交易來提升網絡容量；另一方面消除與可塑性相關的漏洞。
SegWit 如何提升交易容量？
實施 SegWit 的核心優點之一，是能顯著提高比特幣有效區塊大小限制，而不直接改變1 MB 的硬性上限。通過將數字簽名（見證資料）與主體交易資料分離，區塊可以在尺寸範圍內容納更多交易。
這種分離允許約四倍左右的容量提升；傳統上，每個區塊約為1 MB，但啟用 SegWit 後，由於高效壓縮技術，它們可以存放大約4 MB 的見證無關資料。在實務操作中：
- 每個區塊包含更多交易：增加了礦工打包多筆訂單並挖掘新礦池。
- 減少網絡擁堵：由於吞吐量提高，整體網路負荷降低。
- 降低手續費：隨著供應相對需求增加—部分歸功於效率提升—用戶支付手續費意願下降，使得繁忙時段成本降低。
此改進直接惠及普通用戶，使他們在繁忙期間享受更快、更便宜的轉帳——向主流採用邁出了重要一步。
SegWIT 如何修復「可塑性」問題？
「可塑性」曾是阻礙第二層擴展方案如支付通道或閃電網絡的重要障礙。本質上：
- 攻擊者可以在廣播後但尚未確認前修改部分簽名或非必要字段。
- 這會改變該筆轉帳的 TXID，在後續引用或結算時造成混亂和困難。
SegWit's 設計將所有見證資料——即簽名——移出計算唯一識別碼（TXID）的核心部分。因此：
- 攻擊者無法僅修改簽名而不影響見證內容。
- 一旦廣播，原始 TXID 保持一致，不會被篡改。
此修正大幅增強安全性能，有助於建立信任鏈上的智能合約和跨鏈支付渠道等應用場景，也促進了去中心化金融生態系統發展。
實施細節與採用情況
推行 SegWit 需要參與方達成共識，即透過軟分叉方式逐步激活——不會拆散整條鏈，而是在現有規則基礎上加入新規則，各節點逐步接受。截至2017年8月1日正式啟動之後：
- 大多數主要錢包和交換平台已支持支援帶有 segwit 地址。
- 根據最新數據，到2023年初，用戶每日使用 segwit 的比特幣轉帳比例已經顯著提高，有些甚至超過半數以上日常活動都使用 segwit 地址完成轉賬。
儘管早期面臨兼容問題、推廣緩慢，以及一些實作複雜性的挑戰，但社群普遍接受此升級，其原因包括立即帶來效率改善，以及為未來二層解決方案奠定基礎的重要角色。
除了容量之外：SegWIT 支援的新型第二層解決方案
除了提升基本容量，例如減少高峰期手續費外，更長遠的是促使開發者探索創新的微縮尺度解決方案，如：
閃電網絡
一種二層協議，可實現近乎瞬時的小額支付，利用底層比特幣鏈提供安全保障，同時大幅降低成本，提高速度，非常適合日常微付款場景。
Sidechains 與狀態通道
其他方法則涉及建立獨立鏈並透過跨鏈通信協議連接到主鏈，以支持不同功能或優化性能，同樣借助像 segwit 等升級帶來的新能力，加強靈活度和擴展潛力。
這些技術旨在讓微型支付更加普及，例如線上購物、小額捐款、物聯網設備付費等，同時堅守比特幣追求去中心化、安全可靠原則。
未來影響與展望
自2017年啟動以來，大規模採用証明 protocol 升級如 SegWit，是負責任地推動 blockchain 技術演進的重要工具，不損害去中心化或安全標準。而它成功也鋪平道路，引領至諸如 Taproot 等隱私功能增強同時兼具擴容效果的新階段革新。
隨著全球對加密貨币需求持續攀升，包括機構投資逐漸融入金融體系之中，可預見的是，一套具有彈性的基建架構愈發重要。而像隔離見證這樣由社群共識驅動完成的重要升級，不僅是技術里程碑，更彰顯社群合作下適應變革、共同前行的不懈精神。
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