如何解决比特币的又软硬分叉和扩容问题

众所周知，比特币（BitCoin）最初由中本聪在2009年提出，它是一种P2P形式的虚拟货币，依据特定算法通过大量的计算产生。比特币系统使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。

任何系统都会存在“客户端升级”，比特币网络也不例外。在比特币升级的过程中，又软硬分叉和扩容问题就出现了。

一、何谓比特币分叉

1.“软分叉”：

所谓软分叉，即：“A temporary fork in the block chain which commonly occurs when minersusing non-upgraded nodes violate a new consensus rule their nodes don’t know about.”

翻译：当新共识规则发布后，没有升级的节点会因为不知道新共识规则下，而生产不合法的区块，就会产生临时性分叉。

目前最为知名的一次软分叉发生在去年上半年，当时Bitcoin Core升级为Bitcoin Core 0.12.1。与以往的更新不同，Bitcoin Core 0.12.1更注重于改善比特币网络的扩展性并引入了4个不同的比特币改进提议，它们分别是BIP 9、BIP68、BIP 112以及BIP 113，这些新的BIP的列入，使得Bitcoin Core更兼容于软分叉以及闪电网络的实施，以解决比特币区块大小以及交易积压问题，被社区称为CSV软分叉。

其实，比特币在2012年还有一次重要的升级，叫P2SH，被社区称之为“多重签名软分叉”。这是对比特币交易签名脚本的一次修改，使得比特币可以很方便的通过多重签名的方式来发送交易。

通过以上两次示例，我们可以对软分叉定义如下：软分叉是指比特币交易的数据结构（这就是被广泛流传的“共识”）发生改变时，未升级的节点可以验证已经升级的节点生产出的区块，而且已经升级的节点也可以验证未升级的节点生产出的区块。

2.“硬分叉”：

所谓“硬分叉”，即：“A permanent divergence in the the block chain， commonly occurs whennon-upgraded nodes can’t validate blocks createdby upgraded nodes that follow newer consensus rules.”

翻译：区块链发生永久性分歧，在新共识规则发布后，部分没有升级的节点无法验证已经升级的节点生产的区块，通常硬分叉就会发生。

2013年3月12日，当时是bitcoinqt 0.8.0版本软件发布了，0.8版本采用了一种新的数据库level db。有的矿工节点升级了bitcoin qt 0.8版本，有的矿工还继续使用bitcoin qt0.7版本的软件。双方各自生产区块，但bitcoin qt 0.8采用的新数据库生产出的区块被被qt0.7版本节点拒绝掉。具体的原因是旧的数据库对超过800Kb的区块有时不接受。因此在区块高度225430比特币区块链分成了两条链，结果导致了比特币区块链产生两条链，一条是包含大于800kb区块的链，另一条是拒绝承认这些包含更大区块的链，这就发生了硬分叉。

当时是采用bitcoinqt 0.8版本的矿工放弃了他们挖的链，退回到bitcoin qt 0.7版本上继续挖矿。这次硬分叉是一次意外，是bitcoin qt 0.8版本的软件出了bug，导致采用旧软件的节点拒绝验证新软件节点生产的区块。但硬分叉的成因就是采用旧软件版本的节点拒绝验证采用新软件版本的节点生产的区块，然后双方各自挖矿。

在2015年7月4日比特币区块链在区块高度363731发生一次硬分叉。当时是Bitcoin Core 开发者往新版本的Bitcoin Core 0.10.0添加了BIP 66。这本来是一起软分叉的修改，在比特币网络上主要矿池都使用了0.10版本的软件时，但有一个矿池BTC Nuggets没有升级，导致BTC Nuggets挖出来的两个区块其他矿工拒绝掉，然后双方就各自挖矿延续自己认为是正确的区块链，由此产生硬分叉，分成了两条链。随后bitcoin.org发布公告，呼吁矿工升级到bitcoin core 0.10.2版本来消灭分叉。这也是一次意外，硬分叉的成因是采用新软件版本的节点拒绝验证采用旧软件版本的节点生产的区块，然后双方各自挖矿。

以上两个都是关于比特币意外硬分叉的示例，前一个是因为对新产生的区块格式在不同节点上产生分歧，后一个是因为对交易格式在不同节点上产生分歧。但最终都被摒弃，并回归到了比特币的主链上来。

基于此，我们对硬分叉定义如下：硬分叉是指比特币区块格式或交易格式（这就是广泛流传的“共识”）发生改变时，未升级的节点拒绝验证已经升级的节点生产出的区块，不过已经升级的节点可以验证未升级节点生产出的区块，然后大家各自延续自己认为正确的链，所以分成两条链。

3.比特币“扩容问题”

比特币最初的设定是每个区块大小为1M，平均每十分钟产生一个区块，比特币网络理论上每秒最多可以处理7笔交易。随着比特币持有者和区块链上交易的不断增长，原本1M的区块大小已不足以支撑日渐庞大的交易量，网络拥堵、交易延迟等问题日益严重。为了解决这些问题，比特币社区探讨了种种方案，主要包括将“隔离见证+闪电网络”，以及修改比特币区块链的代码，以期突破1M区块上限，即比特币扩容。

所有扩容方案中最有代表性的有以下几种：

BIP100：由矿工们进行投票，将新的区块建议上限值写在Coinbase交易中，新的值在当前的基础上有20%上下浮动空间。全网80%的算力参与，即可激活新的大小。

BIP101：自2016年起，立即提升限制到8M，然后每两年翻番，并持续至2036年，届时一个区块体积上限为8.2G。

BIP102：体积限制一次性从1M提升到2M。

BIP103：每个特定周期增长4.4%，折合年增长率为17.7%，直至2063年7月，届时体积上限约为1.4G。

BIP109：体积限制一次性从1M提升到2M，但是需要全网75%算力激活。

BIP248：2016年将体积提升到2M，2018年提升到4M，2020年提升到8M。

以上只是有代表性的方案，其它方案还有很多，目前勉强达成共识的方案是“纽约共识”，即先在比特币区块链主链部署隔离见证，随后在11月再进行1M到2M的区块扩容，届时比特币交易拥堵的问题有望得到缓解。但该方案并未得到Bitcoincore即比特币核心开发社区的认可。纽约共识中并没有比特币核心开发者参与。该核心团队扬言，若扩容被执行，团队就要在11月份之前再进行分叉，坚持1M的区块大小。此次对分叉的预期正是基于这一背景。

关于比特币扩容问题，至今依然争论不休。

二、比特币升级路上的变革

1.Bitcoin core

说到比特币的分叉，不得不提一下比特币的“保皇派”Bitcoin core。

最早的比特币是由中本聪开发的，中本聪隐退后，比特币的开发维护任务由中本聪传给了加文（Gavin），加文（Gavin）觉得自己独裁不好，又把代码权限分权给了其它4名开发，后来又有其它开发加入，发展成现在的Core开发团队。但后来，Core开发团队内部关于要不要按中本聪的计划，移走1M限制，产生了分歧。多数开发人员觉得不应该移除这个限制，部分觉得应该移除这个限制。矛盾激化的结果，就是Gavin，Jeff等支持移除1M限制的开发人员，被赶出Core团队，被删除了代码权限。然后这些开发人员，包括一些新的，支持移除1M限制的开发人员，建立了XT、Classic、BU等开发团队。

作为比特币的“死忠”，Bitcoin core团队坚定的认为，中本聪最初创造比特币的目的就是为人们提供一个去中心化的安全的交易网络，安全性、不可逆转性和独立性是它的本质。一旦发生硬分叉，区块大小从1M扩大到2M，随着时间推移，当2M也无法满足需求的时候，区块体积继续扩大，直到最后普通的私人计算机难以运行整个区块链，所有的算力都集中到矿工身上。这样一来，矿工就能够依靠手中的算力，削弱区块链原本依靠全节点共同维护的最小化用户间信任的安全模式，导致区块链网络的中心化。

相比于扩容派，Bitcoin core团队认为比特币的终极目的是：作为终极自由货币，保护个人的财产安全。他们不是很关心比特币的交易拥堵或用户发展，他们关心比特币是否符合自己心目中“终极自由货币”的标准，认为“终极自由货币”，是吸引用户来用的最高吸引力。Bitcoin core团队不能接受去中心化的受损，认为要保证人人都可以运行全节点，并希望进一步增强比特币的相关属性，例如往完全匿名性发展。

2.比特币现金（Bitcoin Cash）

北京时间8月1日晚上8点20分，UAHF的分叉大戏正式上演。当BIP148、BIP91、Segwit2x节点的区块高度都达到478559时，Bitcoin Cash节点的区块高度却一直停留在478558。经过6个小时的漫长等待，第一个Bitcoin Cash区块（高度478559）终于被挖出。其拥有1.9MB的区块大小，记录了6985个交易记录。这标志着Bitcoin Cash（BCC）正式诞生，与比特币（BTC）正式分道扬镳。从此，大区块和小区块+二层交易网络的扩容解决方案有了各自的实践载体。

BCC在比特币的代码上做出了自己的修改，支持大区块（将区块大小提升至8M），动态区块难度调整，没有隔离见证功能，本质上是一个有别于BTC的新型数字资产。其存在是基于BU社区对大区块的追求，有人为之买单，有一定的算力做网络的支持。

目前，比特币现金已经广泛运用于小额支付、打赏等应用中。如果在这些领域使用比特币，高昂的手续费就会吓走很多用户。这也给比特币现金一个机会收复比特币丢失的领地。正是因为比特币现金有很多优于比特币的地方，比特币现金才能够在短时间内获得众多支持。

低廉的交易费用、快速的确认时间、无国界限制、去中心化等优势让比特币现金成为众多商人和用户的最佳选择。虽然比特币现金与法币相比用户量少的可怜，但是去中心化的比特币现金的产生已经给这个世界带来了一种健全的支付货币。随着BCC在全球范围内无限制的增长，被采用，以及无需许可的创新和去中心化的开发团队，比特币现金的前途一片光明。

3.比特币黄金（Bitcoin Gold）

比特币黄金是一种即将在大约2017年10月25日进行的比特币分叉。与比特币现金一样，当这次分叉正式发生时，比特币所有者同样将会得到等量的比特币黄金币。与比特币现金一样，持有比特币黄金的比特币所有者可能会什么都不做并继续持有这些新币，或者选择出售这些币并兑换成比特币（假如这些新币有价值可言）。

就像比特币现金一样，比特币黄金将会成为一种竞争币。比特币黄金也会添加重放保护，并且由于几乎没有矿工会离开比特币网络来挖掘比特币黄金，所以这种新币不会以任何方式威胁比特币网络。比特币黄金没有机会“取代”或“杀死”比特币主链。

比特币黄金是一种对矿工的逐渐强大和中心化的抗议。比特币矿工继续使用越来越强大的专用ASIC计算机挖掘比特币。这些ASICs是极其昂贵的并且大大受益于规模经济，从而导致比特币网络更加中心化。目前，少数矿工（或开采池）控制了比特币的大部分网络算力。

比特币黄金将会使用一种不同的挖矿算法来改变网络共识规则。这种算法的更改将使ASICs无法工作，让矿工可以使用更加容易获得的GPU。这种更改预计将会降低比特币黄金网络的矿工中心化。

4.SegWit2x

许多支持放宽区块大小限制的人认为，比特币的主要价值主张之一是其作为支付方式的潜力。他们更喜欢比现在更便宜和更迅速的链上交易，并认为这是绝大多数用户都想实现的。 SegWit2x的支持者往往更愿意放弃比特币的其他标志性功能，如严格的审查制度。目前，超过90％的矿工（通过哈希算力）目前正在向SegWit2x发出支持信号。虽然这种信号本身在技术上是没有意义的，但SegWit2x的支持者认为，矿工们将会遵循这一明确的意图。

SegWit2x的反对者普遍认为，增加Bitcoin的区块大小会带来许多风险。例如，较大的区块会增加用于运行完整节点的资源需求，比如更多的带宽使用、更长的新节点同步时间等等。这增加了个人用户以无需信任、最安全的方式参与网络的成本。反过来说，这种成本增加可能会对网络产生中心化影响，会导致运行完整节点的用户数量减少。此外，较大的区块将减慢P2P网络上的区块传播，更大大矿工和矿池很可能会得益：另一种中心化效应。在一定程度上限制网络吞吐量实际上可能是好的，因为这会增加费用压力，这反过来又会激励矿工维护网络安全，因为挖到区块的回报随着时间的推移而减少。

2017年10月6日，Bitcoin.org发表声明谴责Segwit2x硬分叉和涉及该项目的公司，指出“我们不建议用户将比特币存在Coinbase、Bitpay以及Xapo平台。如果你的比特币存在这些平台，硬分叉之后，你的币可能会被改名或者完全被换成一种新的竞争币。确保存币安全的最佳方法是下载最新版本的Bitcoin Core，并且将比特币从这一协议的签署平台中转出。”

目前，针对SegWit2x分叉之争仍在继续。

三、比特币面临的机遇

显然，　比特币正在逐渐成为一些人追捧的投资品。目前，在全球范围内，比特币不仅可以通过多个线上的交易所和服务商进行兑换交易，还可以用来直接购物。

对于这个通过电脑软件创造出来的虚拟货币，支持的人认为，它是一种创新，是世界未来的主流货币，在经济发展中“有着无可比拟的优势”。但也有经济学家指出，目前比特币还远不具备成为货币的基本条件，这一切不过是众人吹起的巨大泡沫，比特币的实质是庞氏骗局。

笔者总结了几个比特币的基本作用，仅供参考：

1.它是一种绝佳的投资品。人们收入越来越高，闲置资金越来越多，但投资品的种类却并没有跟上人们收入的增长。投资品匮乏，成为当前财富增值的瓶颈。而比特币的出现，刚好填补了这个空缺，成为投资篮子中值得配备的资产之一。

2.它是一种应对金融动荡的保值品。比特币具备与黄金类似的属性，是一种认可度逐渐提升的储备媒介。反观过去，每当社会金融动荡，比特币的交易量都会上涨，最终带动其价格上涨，正是其避险属性的真实体现。

3.它是一种仅存在特殊应用场景下的置换媒介。当前支持比特币支付的公司有很多，比如惠普、亚马逊等，并且其数量正在日益增多。而认定比特币支付合法化的国家数量也在逐渐增多，菲律宾、日本等国都已立法支持比特币合法。

不过，尽管比特币已经诞生了七年之久，但它仍然不是货币。货币是从银行来的，比特币并不是。比特币有价值，但它们没有受到监管，没有政府或中央权威机构支持。除此之外，有人认为它是一种藏品，也有人认为它是一种商品，无可厚非，主要看用途。

而关于未来比特币价格的走势，专家认为，当前比特币的总价值=分叉后比特币的价格+分叉币的价格，因此，分叉后比特币的价格或将下跌。如果你是比特币期货玩家，建议在分叉当周和次周尝试做空。当然，专家的预测也未必完全可信。事实证明，收益越高，风险越大。纵观国际，比特币的主流化趋势十分明显。而全球经济寒冬依然潜伏着伺机搞破坏，比特币在受影响国家的认可度和使用率正在逐年提升。当然，地缘政治事件也将对其造成了巨大影响。

在这危机蛰伏的全球大环境中，比特币像一棵小草萌芽初生，没有靠山没有背景，因此价值的认可对它十分重要，这也是催生比特币发展的重要元素。对比特币来讲，更多的应用场景才能真正提升它得价值，这将成为未来的关键。

有说法认为，比特币只是一个社会实验。这个试验可能成功可能失败，会不会崩盘，当然有失败的可能。但是目前崩盘的可能性几乎不存在，因为跌到很低，总有人会买的，它的基础应用人群还是存在的，比特币作为全球高效率，低成本的流通手段价值还是存在的。而未来，随着区块链技术的蓬勃发展，比特币必将反哺再上一个新台阶。