Hiểu về Bitcoin SegWit: Bước đột phá đã biến đổi hiệu suất giao dịch On-Chain

Thách thức đằng sau sự phát triển của Bitcoin

Kiến trúc ban đầu của Bitcoin đã đặt ra một hạn chế nghiêm ngặt: mỗi khối không thể vượt quá 1MB kích thước. Khi Satoshi Nakamoto lần đầu tiên thiết kế tham số này, nó phục vụ như một giới hạn đủ cho một thị trường ngách của những người đam mê. Tuy nhiên, khi việc áp dụng Bitcoin gia tăng và số lượng người dùng bùng nổ, hạn chế này đã trở thành một điểm nghẽn nghiêm trọng.

Toán học thì đơn giản nhưng gây lo lắng. Với các khối được tạo ra khoảng mỗi mười phút, và hạn chế 1MB giới hạn giao dịch chỉ khoảng vài chục giao dịch mỗi khối, Bitcoin đã đạt đến một mức độ thông lượng khoảng bảy giao dịch mỗi giây trên trung bình. Trong thời gian hoạt động cao điểm của mạng, điều này đã tạo ra sự tắc nghẽn đáng kể—hàng chục nghìn giao dịch đang chờ trên blockchain, chờ xác nhận. Phí giao dịch đã tăng vọt lên đến hàng chục đô la, và trong một số tình huống, người dùng đã trải qua sự chậm trễ kéo dài nhiều ngày trước khi giao dịch của họ được hoàn tất. Hệ sinh thái cần khẩn cấp một cơ chế mở rộng khả thi có thể cung cấp xác nhận nhanh hơn và chi phí thấp hơn mà không làm tổn hại đến nguyên tắc phân cấp hoặc bảo mật của mạng.

Sự Xuất Hiện Của SegreGated Witness

Vào năm 2015, nhà phát triển Bitcoin Pieter Wuille và các cộng sự khác của Bitcoin Core đã đề xuất một giải pháp đổi mới: SegreGated Witness (SegWit). Thay vì chỉ đơn giản là tăng kích thước khối—một phương pháp đầy thách thức về sự đồng thuận—SegWit đã giới thiệu một sự tổ chức lại cấu trúc của dữ liệu giao dịch.

Đề xuất đã được kích hoạt chính thức vào năm 2017 thông qua một soft fork, đánh dấu một thời khắc quan trọng cho lộ trình mở rộng khả năng của Bitcoin. Tác động là ngay lập tức và có thể đo lường: khả năng khối hiệu quả tăng lên gấp 1,7 lần. Quan trọng hơn, cách tiếp cận đã thiết lập một mẫu cho các đổi mới mở rộng trong tương lai. Ngày nay, Bitcoin, Litecoin và Bitcoin Cash đều đã tích hợp SegWit vào giao thức của họ, phản ánh tính hợp lệ của nó như một phương pháp mở rộng.

Làm thế nào SegWit Tổ chức lại Kiến trúc Giao dịch

Mỗi giao dịch Bitcoin bao gồm hai thành phần cơ bản: dữ liệu giao dịch cốt lõi, ghi lại việc chuyển giao giá trị và các địa chỉ liên quan, và dữ liệu nhân chứng—về cơ bản là các chữ ký mật mã chứng minh quyền ủy quyền.

Lịch sử, cả hai thành phần đều chia sẻ cùng một phân bổ không gian khối. Dữ liệu chứng kiến, bao gồm chữ ký số và thông tin xác minh, có thể chiếm tới 65% tổng dung lượng của một khối. Điều này không hiệu quả: người nhận của một giao dịch về cơ bản chỉ cần xác nhận rằng địa chỉ gửi có đủ tiền; việc xác minh chữ ký chi tiết, mặc dù cần thiết cho bảo mật giao thức, không yêu cầu phân bổ dung lượng lớn.

SegWit giới thiệu một biện pháp thanh lịch: tách biệt dữ liệu chứng kiến khỏi thông tin giao dịch cơ sở. Bằng cách trích xuất dữ liệu chữ ký và lưu trữ nó riêng biệt trong cấu trúc khối, SegWit đạt được nhiều mục tiêu đồng thời. Giao dịch cơ sở tiêu tốn ít không gian khối hơn, dữ liệu chứng kiến vẫn được liên kết mật mã và không thể bị giả mạo, và tổng thể thông lượng cải thiện đáng kể.

Lợi ích lan tỏa của việc thiết kế lại này

Tối ưu hóa khối nâng cao

Bằng cách loại bỏ 65% chi phí chữ ký từ dấu chân giao dịch tiêu chuẩn, SegWit thực sự giải phóng một dung lượng khối đáng kể. Nhiều giao dịch hơn có thể nằm trong cùng một ranh giới 1MB khi dữ liệu chứng kiến được tách biệt, tạo ra sự giảm tải ngay lập tức cho sự tắc nghẽn mạng.

Tốc độ giải quyết tăng tốc

Hiệu suất xử lý cải thiện đáng kể. Với dữ liệu chứng kiến được tách biệt khỏi thông tin giao dịch chính, các xác nhận viên có thể ưu tiên xác minh các chi tiết giao dịch thiết yếu trong khi xử lý xác minh chữ ký thông qua một con đường tối ưu hơn. Dữ liệu từ việc giám sát mạng cho thấy rằng sau khi triển khai SegWit, chi phí giao dịch trung bình đã giảm xuống khoảng 1 đô la - một sự giảm mạnh từ các giai đoạn tắc nghẽn cao điểm.

Hỗ trợ nền tảng cho các giải pháp Layer-2

Mạng Lightning, giao thức layer-2 tham vọng nhất của Bitcoin, cần một lớp cơ sở ổn định và hiệu quả để hoạt động tối ưu. Bằng cách giảm tắc nghẽn trên chuỗi và thời gian xác nhận giao dịch, SegWit loại bỏ một điểm ma sát quan trọng. Nó cho phép phát triển các kênh thanh toán và cơ chế thanh toán ngoài chuỗi có thể xử lý giao dịch ở quy mô lớn mà không làm gánh nặng cho chính chuỗi khối Bitcoin. SegWit về cơ bản đã tạo ra không gian cần thiết cho việc áp dụng Mạng Lightning.

Loại bỏ rủi ro về tính biến thiên giao dịch

Một lợi thế tinh tế nhưng quan trọng: bằng cách tách dữ liệu chữ ký, SegWit loại bỏ khả năng khai thác độ biến hình giao dịch - các tình huống mà ID giao dịch có thể bị thay đổi trước khi hoàn tất. Điều này đóng lại một lỗ hổng bảo mật và đơn giản hóa thiết kế của các chức năng hợp đồng thông minh phức tạp hơn.

Kiến Trúc Địa Chỉ: Bốn Giai Đoạn Tiến Hóa

Khi người dùng tương tác với ví hỗ trợ SegWit, họ sẽ gặp các định dạng địa chỉ khác nhau, mỗi định dạng đại diện cho một giai đoạn thực hiện khác nhau:

Địa chỉ Di sản (Định dạng P2PKH)

Các địa chỉ bắt đầu bằng “1” đại diện cho định dạng gốc của Bitcoin: Pay To PubKey Hash (P2PKH). Ví dụ: 1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u. Chúng vẫn hoàn toàn hoạt động nhưng không cung cấp lợi ích tiết kiệm không gian từ SegWit. Chúng đại diện cho mô hình giao dịch trước khi nâng cấp.

Định dạng P2SH SegWit lồng (

Các địa chỉ bắt đầu bằng “3” đại diện cho địa chỉ Pay-to-Script-Hash )P2SH(. Ví dụ: 3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX. Các địa chỉ này cung cấp khả năng tương thích ngược—chúng hoạt động trong các ví nhận thức SegWit trong khi vẫn được các nút cũ nhận diện. Nhiều ví đa chữ ký sử dụng định dạng này. So với các địa chỉ truyền thống, các địa chỉ P2SH tương thích SegWit giảm phí chuyển khoản khoảng 24%.

Định dạng Native SegWit )Bech32 (

Địa chỉ bắt đầu bằng “bc1” đại diện cho địa chỉ SegWit gốc sử dụng mã hóa Bech32, được thiết lập trong BIP173 )2017(. Ví dụ: bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc. Bech32 được thiết kế đặc biệt cho SegWit và cung cấp một số lợi thế kỹ thuật: nó sử dụng mã hóa Base32 thay vì Base58, làm cho các phép toán tính toán hiệu quả hơn. Tập ký tự )0-9, a-z chỉ( không phân biệt chữ hoa chữ thường, giảm thiểu lỗi nhập. Mã QR nhỏ gọn hơn. Phát hiện lỗi checksum tốt hơn. So với các địa chỉ truyền thống, địa chỉ SegWit gốc mang lại tiết kiệm phí khoảng 35%.

Đối với địa chỉ SegWit phiên bản 0, có hai phân loại con tồn tại:

• P2WPKH )Pay-to-Witness-Public-Key-Hash(: Độ dài cố định 42 ký tự, phù hợp cho các địa chỉ đơn khóa tiêu chuẩn. Ví dụ: bc1qmgjswfb6eXcmuJgLxvMxAo1tth2QCyyPYt8shz
• P2WSH )Pay-to-Witness-Script-Hash(: Độ dài cố định 62 ký tự, được thiết kế cho các kịch bản đa chữ ký. Ví dụ: bc1q09zjqeetautmyzrxn9d2pu5c5glv6zcmj3qx5axrltslu90p88pqykxdv4wj

Địa chỉ Taproot )Định dạng Bech32m(

Địa chỉ Taproot, được ký hiệu là P2TR và bắt đầu bằng “bc1p,” đại diện cho thế hệ mới nhất. Ví dụ: bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn. Những địa chỉ này xuất hiện vào năm 2021 và tận dụng những hiểu biết từ thiết kế SegWit để tạo ra một khung linh hoạt hơn cho việc lưu trữ dữ liệu tùy ý. Bech32m—một cải tiến của Bech32—khắc phục một lỗ hổng hiếm gặp và cho phép các phiên bản địa chỉ mở rộng hơn.

Cấu trúc phí so sánh giữa các loại địa chỉ

Các ý nghĩa thực tiễn của những định dạng này trở nên rõ ràng khi xem xét chi phí giao dịch:

• Địa chỉ tương thích SegWit )P2SH, bắt đầu bằng 3( đạt được giảm phí 24% so với địa chỉ truyền thống )P2PKH, bắt đầu bằng 1(
• Địa chỉ SegWit gốc )Bech32, bắt đầu bằng bc1( đạt được mức giảm phí 35% so với địa chỉ truyền thống
• Địa chỉ Bech32 SegWit mang lại mức giảm phí lên đến 70% so với địa chỉ đa chữ ký
• Địa chỉ Taproot duy trì sự bình đẳng phí với P2SH trong khi cho phép các chức năng bổ sung như ordinal và hỗ trợ token BRC-20

Quá trình chấp nhận và trạng thái hiện tại

Đến tháng 8 năm 2020, tỷ lệ sử dụng SegWit đã đạt 67% trong các giao dịch Bitcoin. Đường đi đã chỉ trở nên dốc hơn kể từ đó. Hệ sinh thái ngày nay bao gồm các ví tinh vi tự động hướng người dùng đến các định dạng tương thích với SegWit, khiến việc áp dụng ngày càng trở nên minh bạch.

Cơ sở hạ tầng ví hiện đại—bao gồm các nền tảng hỗ trợ chuyển khoản Bitcoin, Litecoin và Bitcoin Cash—nay thường mặc định tạo địa chỉ SegWit, thúc đẩy việc áp dụng trên toàn mạng. Người dùng hưởng lợi từ phí thấp hơn, xác nhận nhanh hơn và bảo mật cải thiện thông qua các cơ chế này mà không cần phải hiểu biết kỹ thuật sâu.

Ý Nghĩa Rộng Lớn Của SegWit Đối Với Sự Tiến Hóa Của Bitcoin

SegWit đại diện cho nhiều hơn một tối ưu hóa hiệu quả nhỏ. Nó cơ bản chứng minh rằng lớp cơ sở của Bitcoin có thể được thiết kế lại một cách hợp lý để mở khóa các khả năng mới mà không cần hard fork hoặc thay đổi đồng thuận gây tranh cãi. Mô hình chứng kiến segreGated đã chứng minh sự tinh tế đến nỗi nó trở thành nền tảng cho những đổi mới tiếp theo:

Taproot xây dựng dựa trên các nguyên tắc của SegWit để cho phép các hợp đồng thông minh tinh vi hơn và cho phép sự xuất hiện của Bitcoin ordinals và BRC-20 tokens—các loại tài sản không thể thay thế hiện đang giao dịch hàng tỷ trong khối lượng.

Mạng Lightning, mặc dù hoạt động trên lớp Bitcoin cơ sở, đã được kích hoạt đáng kể bởi việc sửa lỗi tính biến đổi giao dịch của SegWit và cải thiện hiệu quả của lớp cơ sở.

Kết luận

SegWit đứng như một đổi mới quan trọng trong lịch sử của Bitcoin—một bước đột phá kỹ thuật đã biến blockchain từ một mạng lưới tắc nghẽn, tốn kém thành một lớp thanh toán khả thi có khả năng hỗ trợ các giao thức lớp hai phức tạp và các loại tài sản mới. Bằng cách tổ chức lại cách dữ liệu giao dịch được cấu trúc và xử lý, SegWit đã tăng cường khả năng thông qua, giảm chi phí và loại bỏ các lỗ hổng kỹ thuật trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích ngược và an ninh mạng.

Đối với người dùng và nhà phát triển, việc hiểu các định dạng địa chỉ SegWit khác nhau và những lợi ích tương ứng của chúng cho phép đưa ra quyết định sáng suốt về việc chọn ví và chiến lược giao dịch. Khi Bitcoin tiếp tục trưởng thành như một mạng lưới, các nguyên tắc của SegWit—thiết kế lại tinh tế, tương thích ngược và cải tiến tiến bộ—đóng vai trò như một mẫu cho việc giải quyết các thách thức về mở rộng và chức năng trong tương lai.