最值得关注的2018年比特币技术趋势

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从很多方面来说，2017年都是比特币迄今为止表现最好的一年。最明显的一点是，随着比特币受到更广泛的采用，这一加密货币先锋的汇率从低于1,000美元一路飙升了十倍以上。但从技术角度而言，一切才刚刚开始。2018年将有很多值得期待的项目上线。本文将简要介绍比特币2018年最值得关注的技术进步。

隔离见证及新地址格式将使交易费用更低

隔离见证（SegWit）是比特币协议目前为止最大的一场升级之一（或许可以去掉“之一”）。隔离见证于2017年8月激活后，提高了比特币区块链的延展性，从而优化了第二层协议。此外，隔离见证在不改变区块大小的情况下使每个区块能包含更多的交易，缓解了比特币交易网络拥堵问题，从而降低了交易成本。

然而，这一升级的普及却没有预想中顺利。尽管一部分钱包和服务商采用了隔离见证所提供的扩展区块空间，然而仍然有很多人没有采纳这一升级。这意味着尽管比特币理论上已经能够支持每十分钟2至4MB的交易，但实际上交易速度仅仅略微超过了1.1MB。

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这一问题将在2018年发生改变。Bitcoin Core钱包将允许用户发送和接收隔离见证交易。2018年2月上线的Bitcoin Core 0.16通过“bech32”这一新的地址格式来实现这个功能。此外，Bitcoin Core 0.16也进行了一些技术改进，能够限制错误（如打字错误）和风险的发生。

“隔离见证目前使用P2SH格式，这使得用户如果要支付比特币，则需要在交易中展现一段序列化脚本。”Bitcoin Core及Blockstream开发者彼得·乌沃（Pieter Wuille）博士表示。乌沃也参与了bech32地址格式的开发。“然而，有了隔离见证原生输出就不需要再这样做了。这意味着交易产生的数据会更少。隔离见证交易的接收方支付这些比特币而产生的费用也降低了。”

也许更重要的是，几大主流比特币服务平台已于2018年升级到隔离见证。这几大主流平台占据了比特币网络中的大部分交易量，因此网络阻塞问题能够显著改善，从而平均交易费用和确认时间也能够得到显著降低。而且即使是没有使用这些平台的人也能享受到这些进步。

闪电网络在比特币主网上实施部署

隔离见证的进一步普及将会立竿见影地降低交易手续费及确认时间。而具有深远意义的长期延展性则可能将由建立在比特币区块链之上的第二层协议提供解决方案。

这其中最值得期待的项目之一就是“闪电网络”，对于小额交易而言更是如此。这种覆盖网络由约瑟夫·朴恩（Joseph Poon）和萨帝厄斯·追亚（Tadge Dryja）于2015年首次提出，它将能够实现低额手续费的交易和即时确认，同时还能提高比特币的安全性。

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两年来，已有多个团队分别在进行闪电网络项目的开发和部署。扩容层在2017年产生了许多重大进展，例如一系列不同但兼容的早期软件版本的发布，可用的钱包用户界面的推出，以及在比特币测试网和主网上进行的常规测试交易。

“我们可以说已经解决了主要的技术问题，并且有比较不错的想法来改进目前的系统。”Blockstream闪电网络开发者Christian Decker表示，“最后一个值得一提的障碍就是网络拓扑，我们想让这个网络尽可能地去中心化。”

从目前的开发状态来看，闪电网络将在2018年逐渐在开发者和终端用户中普及开来。

“我们的下一步将是整合及测试。”Lightning Labs首席执行官伊丽莎白·斯塔克（Elizabeth Stark）表示，“一些交易所及钱包已经着手进行这些工作了。”

TumbleBit及ZeroLink对隐私安全性的提升

比特币目前并不像有些人误解的那样具有真正的隐私性。比特币网络中的每一笔交易都会被记录在公共区块链上，使得任何人都能看到；而且对这些交易信息进行数据分析，就可以很轻松地知道交易者拥有什么，交易的双方是谁等很多信息。目前有一些提高隐私性的解决方案，比如比特币交易混合器等。然而这些方案往往存在很大的弊端，比如需要信任某个第三方或者存在隐私漏洞等等。

这个局面在2018年将会得到很大缓解。这一领域的两个最有前景的项目TumbleBit和ZeroLink都即将在主网部署。

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TumbleBit最初由伊坦·海尔曼（Ethan Heilman）等人于2016年提出。Tumble本质上是一个混币协议，在一个混币期间内，一个“混币者”在所有交易参与者之间生成交易通道。每个人手里的比特币交换之后都和原来拥有的比特币不同，从而无法追踪比特币原来的主人。更重要的是，TumbleBit使用巧妙的密码学技巧来保证即使混币者本身也无法建立与交易者之间的联系。

TumbleBit协议的一个初始版本由NBitcoin开发者尼古拉斯•多里耶（Nicolas Dorier）于2017年初编写，此后Ádám Ficsór等人接手了多里耶的工作。2017年12月中旬，区块链平台Stratis在Breeze钱包中提供了beta测试版本的TumbleBit功能。

另一个有前景的解决方案ZeroLink则是一个比较老的概念。ZeroLink的前身由Bitcoin Core贡献者，Blockstream首席技术官格雷·麦克斯韦（Gregory Maxwell）于2013年提出。与TumbleBit一样，ZeroLink使用一个中心服务器将所有用户连接起来但却不连接他们的交易。不同之处在于，ZeroLink在所有用户之间生成单独交易（CoinJoin），使得这一解决方案价格低廉。

这个想法一度被遗忘了一段时间，直到Ficsór（就是TumbleBit的开发者Ficsór）早些时候又重新对它进行了关注。之后，Ficsór将精力从TumbleBit转移到新的ZeroLink项目上来，目前已经完成了ZeroLink的初步应用。

最近，Ficsór对他的ZeroLink应用进行了一些测试。尽管测试结果表明其还需要一些改进，而Ficsór认为这个项目几个月后就可以投入使用。

“我可以现在就把它上线让大家混币。”Ficsór表示，"混合比特币的时候不会有任何财产损失风险，而且之前进行的许多混合都顺利地执行了。现在的问题是有些用户可能会遇到漏洞，这些漏洞不方便在程序运行的过程中修复。”

更多侧链及更多应用

侧链是区块链的替代，其上面的代币都有一一对应的比特币。这使得用户能够将比特币“移动”到其他使用完全不同的规则运行的链上，并且意味着比特币及其所有的侧链都只能使用在比特币协议中“原本的”2100万比特币。侧链拥有一系列好处，比如更快速的交易确认，更好的隐私性，扩展的智能合约功能等。

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侧链的概念最初由Blockstream首席执行官亚当·贝克（Adam Back）博士等人于2014年提出，这一概念也是Blockstream建立的基础。Blockstream自己也发布了Liquid侧链，使得比特币交易所的交易能够即时完成。Liquid在2018年发布了1.0版本。

另一个已开发了一段时间的备受关注的侧链是RSK，它支持图灵完备的智能合约，使得比特币也能拥有以太坊那样的灵活性。RSK目前正处于内测阶段，RSK Labs联合创始人Sergio Demian Lerner称其很快就会公开上线。

此外，Bloq科学家Paul Sztorc最近完成了他drivechain项目的初步应用。Liquid及RSK目前都使用一种“联合的”模式，侧链由一群半信任的“守门人”来保证其安全，而drivechain则由比特币矿工来保证安全。

如果2018年内drivechain能够得到部署，这个侧链的第一个迭代则将成为“比特币升级版”，即能够承载更多交易的“大区块”比特币。尽管如此，比特币开发者社区对于该提案的态度并不一致。由于drivechain需要进行软分叉协议升级，这方面的争议使得drivechain的未来有了更多不确定性。

“矿工们可以明天就激活drivechains，但是在‘什么才是好的软件’这件事情上，他们总是不假思索地顺从别人的意见。” Sztorc表示，“所以要么他们自己判断这个东西是好的，要么就只能将它整合进比特币软件更新中。”

Schnorr签名算法提案

以发明者Claus-Peter Schnorr命名的Schnorr签名算法被许多密码学家认为是加密货币领域最好的密码学签名。Schnorr签名算法的数学特性能够提供高度的正确性，并且不受延展性问题的困扰，能够相对快速地验证和实施有用的功能。随着隔离见证的激活，在比特币协议上实施Schnorr签名算法正在变得相对容易。

Schnorr签名算法最大的优势也许就是能使多重签名合并成一个签名。对于比特币来说，这意味着一个签名就能证明你拥有多个比特币地址（或者说“交易输入”）。由于许多交易都是从多个交易输出中发送比特币的，因此如果每个交易只需一个签名，则将大大提高比特币的延展性。基于历史交易进行的数据分析表明，它能够使得每个交易减少25%，这就使得比特币最大交易容纳量增加约33%。

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此外，Schnorr签名算法还能做到更多的事情。比如有一笔多重签名交易输入需要多个签名才能花费，而Schnorr签名算法能够把这多个签名整合为一个。这就使得CoinJoin使用成本大大降低，让比特币用户够拥有更高的隐私安全。Schnorr签名算法的数学特性最终将使得更多高级应用成为可能，比如使用“无脚本脚本（Scriptless Scripts）”的智能合约。

Wuille透露，2018年将会发布关于Schnorr签名算法的比特币改进方案（BIP）。

“第一步我们可能先提议在不整合的情况下，升级至能够支持Schnorr签名算法的版本，”Wuille说，“这样实现起来会更直截了当，也马上会带来好处。然后我们再进行整合。”

至于Schnorr签名算法究竟会不会被接受并在比特币主网上使用仍难以预料。这将需要进行软分叉协议升级，而且主要取决于同行审评及测试进展。

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