比特币区块链扩容为什么选择2MB？
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编者按：扩容之争路线、隔离见证、2M硬分叉、闪电网络的争论持续已有时日，近日，社区又有人提出“终结者计划”，扩容问题再掀轩然大波。比特币扩容问题是怎么来的？扩容为什么选择2MB？硬分叉方案可行吗？本文摘选自《区块链：从数字货币到信用社会》（巴比特组稿，中信出版社）一书，作者为比特大陆软件研发总监潘志彪。
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数年来，随着比特币的蓬勃发展，比特币交易数量越来越多，而单个区块体积有1MB的最大值限制，因此区块空余空间显得越来越小。如图所示，区块体积中位数在2015年里得到了翻番，从1月份的292KB快速增长至12月份的749KB。
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比特币区块体积大小（来源：区块元blockmeta.com）
扩容问题在2015年得到了充分的重视与讨论，在2015年06月左右陆续推出了诸多扩容方案，代表有BIP100，BIP101，BIP102，BIP109，BIP248 等若干方案（表）。
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虽然提出来各种方案，但基本可以划分为两类：长期规则派与短期搁置派。长期派偏理想、规则型，一口气敲定便不再折腾，典型代表BIP101/103，设定一个增长规则，便不再调整。短期派则认为未来不可预测，固定的规则过于简单暴力的解决问题，希望设置一个短期数年方案暂时先避开，搁置至未来解决，代表为BIP100，但由于投票过程复杂，后简化为BIP102/109等，而BIP248则一口推迟至2020年，近几年就简单采取翻番增长。
自2015年06月以来，经过了大半年来的大范围的反复讨论，目前长期规则派基本完败。2015 年12月比特币香港扩容会议由Pieter Wuille提出了隔离见证（Segregated Witness）之后，扩容问题甚至已经简化为仅升级至2MB，但陷入了关于实施时间点的争论之中。
一个看似简单的扩容技术问题，却引发比特币社区花了大半年时间，开了数次全球技术会议、私下打无数口水仗，却依然未有明确定论。其背后深刻原因是，区块限制值上调是无法真正解决比特币扩容问题的。
扩容问题
总的来说，根据对比特币网络的理解，有两个划分：清算系统，现金系统。
清算系统
比特币区块链是全球的、分布式的、有限容量的、代价昂贵的系统。每一笔交易的价值含量是不一样的，当块容量不够用时，我们应该保障高价值的交易进块。高价值的交易有意愿有能力支付足够高的网络手续费，从而获得足够高的优先级进块。
随着比特币的繁荣，交易数量会越来越大，有限的块容量会使得低价值的交易（例如发送1分钱）永远无法进块，因为低价值的交易不可能支付高网络手续费。进而网络退化为清算系统，低价值含量交易被赶出，这些交易由第三方记账系统进行代替完成。
在闪电网络出现之前，第三方记账系统主要是链外钱包提供商。用户信任某第三方钱包平台，把比特币存入其中，同一平台用户之间转账仅带来账户余额变更，并不会产生比特币交易。
现金系统
现金系统意味着所有交易均应该进入区块，那么当块容量不够用时，则应该及时提高块体积限制，对系统进行扩容。短时间可能发生交易入块堵塞，但长期来看所有交易应该均可以入块。人人都享有比特币系统带来的巨大便利和优势。
扩容大小的选择
我们进行一个简单的估算，假设每个交易大小为512字节，手续费单位为0.0004/KB。那么有如下表格：
<图片4>
根据VISA在2015年的记录，全年共产生92,064百万笔支付交易，折合比特币网络数据：
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若提高区块体积限制至30MB，最大的问题不是CPU计算能力瓶颈，而是块的传播与存储。
30MB的块可能会导致全网孤块率和空块率大幅上升，一年产出1.5TB的区块链数据也超出大部分节点机器的硬盘容量。基于这1.5TB的数据，区块链浏览器、钱包服务商等则可能膨胀10倍达到15TB，对于目前来说已经远超普通机器/数据库的磁盘容量。
诚然，这些数据对与中性化的系统而言，并不具有多么大的挑战性，但对于一个全球分布式系统而言，则非常具有挑战。会极大削弱节点数量，提高开发接入门槛，使得比特币变得中心化。
扩容争论的最后，还是倾向于2MB，使得升级过程更加可控一些，风险更低一些。
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数年来，随着比特币的蓬勃发展，比特币交易数量越来越多，而单个区块体积有1MB的最大值限制，因此区块空余空间显得越来越小。如图所示，区块体积中位数在2015年里得到了翻番，从1月份的292KB快速增长至12月份的749KB。
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比特币区块体积大小（来源：区块元blockmeta.com）
扩容问题在2015年得到了充分的重视与讨论，在2015年06月左右陆续推出了诸多扩容方案，代表有BIP100，BIP101，BIP102，BIP109，BIP248 等若干方案（表）。
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虽然提出来各种方案，但基本可以划分为两类：长期规则派与短期搁置派。长期派偏理想、规则型，一口气敲定便不再折腾，典型代表BIP101/103，设定一个增长规则，便不再调整。短期派则认为未来不可预测，固定的规则过于简单暴力的解决问题，希望设置一个短期数年方案暂时先避开，搁置至未来解决，代表为BIP100，但由于投票过程复杂，后简化为BIP102/109等，而BIP248则一口推迟至2020年，近几年就简单采取翻番增长。
自2015年06月以来，经过了大半年来的大范围的反复讨论，目前长期规则派基本完败。2015 年12月比特币香港扩容会议由Pieter Wuille提出了隔离见证（Segregated Witness）之后，扩容问题甚至已经简化为仅升级至2MB，但陷入了关于实施时间点的争论之中。
一个看似简单的扩容技术问题，却引发比特币社区花了大半年时间，开了数次全球技术会议、私下打无数口水仗，却依然未有明确定论。其背后深刻原因是，区块限制值上调是无法真正解决比特币扩容问题的。
扩容问题
总的来说，根据对比特币网络的理解，有两个划分：清算系统，现金系统。
清算系统
比特币区块链是全球的、分布式的、有限容量的、代价昂贵的系统。每一笔交易的价值含量是不一样的，当块容量不够用时，我们应该保障高价值的交易进块。高价值的交易有意愿有能力支付足够高的网络手续费，从而获得足够高的优先级进块。
随着比特币的繁荣，交易数量会越来越大，有限的块容量会使得低价值的交易（例如发送1分钱）永远无法进块，因为低价值的交易不可能支付高网络手续费。进而网络退化为清算系统，低价值含量交易被赶出，这些交易由第三方记账系统进行代替完成。
在闪电网络出现之前，第三方记账系统主要是链外钱包提供商。用户信任某第三方钱包平台，把比特币存入其中，同一平台用户之间转账仅带来账户余额变更，并不会产生比特币交易。
现金系统
现金系统意味着所有交易均应该进入区块，那么当块容量不够用时，则应该及时提高块体积限制，对系统进行扩容。短时间可能发生交易入块堵塞，但长期来看所有交易应该均可以入块。人人都享有比特币系统带来的巨大便利和优势。
扩容大小的选择
我们进行一个简单的估算，假设每个交易大小为512字节，手续费单位为0.0004/KB。那么有如下表格：
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根据VISA在2015年的记录，全年共产生92,064百万笔支付交易，折合比特币网络数据：
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若提高区块体积限制至30MB，最大的问题不是CPU计算能力瓶颈，而是块的传播与存储。
30MB的块可能会导致全网孤块率和空块率大幅上升，一年产出1.5TB的区块链数据也超出大部分节点机器的硬盘容量。基于这1.5TB的数据，区块链浏览器、钱包服务商等则可能膨胀10倍达到15TB，对于目前来说已经远超普通机器/数据库的磁盘容量。
诚然，这些数据对与中性化的系统而言，并不具有多么大的挑战性，但对于一个全球分布式系统而言，则非常具有挑战。会极大削弱节点数量，提高开发接入门槛，使得比特币变得中心化。
扩容争论的最后，还是倾向于2MB，使得升级过程更加可控一些，风险更低一些。
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