Gregory Maxwell：区块扩容需要权衡

最近Gavin写了很多的文章来大力倡导区块增容的事情，但是据我所知，在过去的几年中，Gavin的这个问题在sourceforge.net上并没有进行任何的讨论。

首先需要感谢下Matt; 我是真的被Gavin突如其来的想法给困惑到了，他也没有在sourceforge.net或者 Github上谈这个事情，所以我也只能跑到Reddit上去回应那些关于Gavin个人想法的评论。

所以，请原谅我的这篇文章会比较零散，因为这个事情我是真的有点措手不及的感觉。我个人的邮箱里突然就多了相当数量的邮件，我也试图同时在大约8个论坛去谈论这个复杂的问题。

在公共IRC、Bitcointalk以及过去的私下讨论里，关于这个话题已经谈论过太多，我没想过能把它总结在一个单一的文章里，但这并不意味着我就不需要去做。

关于区块上限大小的问题，其实并没有明确的答案，但是有很多技术权衡需要去考虑。

关于区块大小（增加和不增加）的话题存在着几种交叉观点，它们大多有着微妙的影响，且每个都值得用论文进行探讨研究，因此如果仅仅是纸上谈兵，而不去创建一个 gish gallop 的话，是很难回应这个问题的。

我们正在谈论的，是关于调整比特币经济和密码系统的最基本不足之一，它将离开数学范畴的舒适性，并冒险进入政治决策的领域，也就是说你需要权衡技术及经济上的风险。以确保不能出错，这就是真正的权衡，尽管我们还不知道它们的确切轮廓是什么。

从根本上来说，这个问题暴露了比特币圈子里人与人之间的意识形态分歧。比特币更像是一个数字黄金还是 Square的竞争对手？比特币是改进央行的个人和商业自主权的某些东西？或者是商业银行的？对于比特币，人们的基本权利是什么？参与者是否可以加入到挖矿？第三方又理应控制多少的交易？比特币只是在发达国家么？它是否会完全受限于世界上最贫穷的国家？

当比特币需要从根本上进行改变时，就需要通过硬分叉的方式进行，而在变化的同时也就会随着产生赢家以及loser（如果不出意外的话，它将由其中的意识形态所决定）。

即使是核心开发人员之间，在一些问题上他们也无法达成共识。

为了弄清到底这个问题所涉及的有多广泛（即使在不提货币政策的情况下……），一些人甚至认为，比特币应该作为非法内容的抵抗性存储系统，我认为这种观点是不健全的，这在技术上无法实现，并且在很大程度上，这与比特币用作一种货币的初衷是不兼容的（因为它有可能为节点运营商带来法律上的访问或者骚扰）；当然，这些也都是出于我个人的价值判断；而提高区块大小上限这个事情也是一部分人提出来的，他们想要尽可能最大的区块大小上限（尽管之后可能还会不够）。

这个问题是非常复杂的，甚至是在更纯粹的技术层面，比特币具有层状安全模式，它不能完全界定为：比特币是安全的，如果多数算力是“诚信”的（这里的“诚信算力”是一个技术术语，指遵循正确的规则，不存在失败甚至损失），但是为什么这些算力会是诚信的？这个问题就要谈到复杂的经济和社会争论上了，假设一些矿工因为经济理性而选择不“诚信”，那么安全阈值会开始变得更加糟糕。

> 在不久的将来进行区块增容，那么长期激励就会存在交易费上的一些压力，这是其中的一些阻力。

为了阐述这个特别的问题（“长期的矿业激励”），在我看来就至少需要提到两点：

其中之一是，比特币系统长期以来的安全性依赖于自主，匿名且分散化的矿工们，他们负责提供足够的算力来确保重组链的不可行。

而交易费就是实现这一目的的重要因素，事实情况就是验证和传输交易的成本其实已经很低了，例如验证的费用为1，那么市场价格收费就应该收为1，而POW的成本将会趋于0，因为你是否申请都会被接纳。此外，发送和验证的成本都可以完美地利用大型集中化的矿池（或者使用像“O（1）”的区块传输方法）立即验证交易，而无需去等待，所以在某种程度上而言，验证和带宽成本对于矿工而言是不可忽略的。

这一问题已经有了少量学术研究 （如http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=2400519），但有些地方任然说的不是很清楚。

而第二点就是，当补贴大大低于交易费时，会导致驱动区块链前进的激励消失，理智的矿工会去选择最佳块来抓住交易费，而不是去推动区块链前进，直到达到区块的最大值。这也是会出现”积压” 论的原因，对于这个子问题，我并没有具体的研究，它是有些模糊的，其安全模式具有不确定性。如果我们试图说，即使当多数矿工都去选择利益最大化而非诚信时（无私主义），比特币它也能够运作，我们必须要假定当区块未满时，整条链就不会前进。在现实情况中，无私主义是会存在的，可能是来自公正公众的压力，也可能是懒惰等因素。

一个潜在的说法是，矿工们可能会自行调节到正确的位置，但是强制执行的行为会破坏比特币系统的开放性。

到目前为止，比特币挖矿生态系统已经变得令人难以置信地中心化，我相信我是所剩唯一一个在继续挖矿的比特币核心提交者，许多参与者从未挖过矿，或者仅仅在2010-2011年时才参与过…我们基本上已经忽视掉了挖矿生态系统，这会造成破坏性的影响，对安全模型造成潜在的破坏：黑掉十来台计算机，在完全未知以及可能并非强安全的策略下运行，这会损害比特币网络，至少是在交易费…

理所应当的是，我们应该将此看作是一个紧急情况，可能应该从2011年就应该重视，如果较大区块的表现不好，对于我们而言就不是好的预兆，为了去扩大区块大小，我们真的要决定走一条通向我们不希望得到的结论的路径？

（此外还有短期内的挖矿激励担忧，这方面Peter Todd写的较多，我就忽略不写了。）

我在2011年的时候做了一些相关的讨论（https://en.bitcoin.it/w/index.php?title=Scalabilityaction=historysubmitdiff=14273oldid=14112）

那是在Dan Kaminsky大谈比特币的去中心化只是一个假象之后：直接扩大网络会破坏去中心化，它显然会导致中心化，比特币网络必然会达到一种特殊的权衡，它的存在会是一种阻拦。但是例如闪电网络（Lightning network）这样的提议工具则可以扩大我们的需求，其中就包括确保零确认的安全（而大区块则会减少这方面的安全性），这对于很多应用而言将是重要的。有了正确的技术之后，我们相信鱼和熊掌是可兼得的，但这需要一个理由来构建它。

这里有另外一个关键点，小幅度地进行区块扩容并不会明确地引起系统的中心化，如今让他们不去开拓新的应用是不可能的。而论坛上的Deathandtaxes认为，比特币需要几百MB的区块大小上限，那么就可以直接满足全世界的交易（排除零售）…为什么没有零售？零售所需的是瞬时安全的支付方式，而全球去中心化的区块链是无法实现的。

我不认为1MB是神奇的，它涉及到的领域包括技术，社会学和经济学，但这些因素不是一个简单的功能，我所喜欢的方案可能是这样的：如果出现了一个长期的积压情况，如果网络正在失去了分散性，我们作为社区内的用户就要寻找指示物进行评估，适当地控制限制，以允许平稳的调整，不使交易费用降为0。如果它拥有大幅度增加中心化的风险，我们就不去增加区块的大小。执行硬分叉的条件是当提议变得几乎完全没有争议时，几乎每个人都可以看到可用的数据并说：“是啊，它并没有破坏我的产权或者比特币在未来的使用，这没什么大影响。”不幸的是，自2012年区块链体积不断增加以来，除了交易费外的每一个指标都朝着错误的方向前进。这是令人沮丧的，根据一个网络健康的分析，我得出的结论是

减少当前300k/txn/天的限制。

这显然是不能接受的，因此包括我在内的很多人，都在为增加比特币的可扩展性而为比特币核心辛苦工作着，这项工作不是small-potatoes 这种无聊的软件工程，我的意思是，即使我个人的贡献，例如发明了一种全新的通用优化代数，可以提高所有EC签名方案4％的性能，但是在进入研究之前，其实并没有真正得到成果，例如欺诈证明（fraud proofs）。今天，比特币核心相比我第一次参与时，其同步要容易以及更快100倍，但是这些进步已经被区块链的成长给吞噬了。具有讽刺意味的是，我们气急败坏地要继续前进。

我很好奇人们见过的讨论都是些什么，例如，人们是否会意识到这些问题？你们是否知道例如hashcash这样的东西能够动态调解区块大小限制？例如闪电网络（lightning network）这样的提议？人们（我猜除了Mike Hearn）是否想过在未来，系统中的每一个人只需要依赖一些“谷歌规模”的节点实际上就ok了？（我想不会，如果是这样，我们永远也不会同意，但它可以有助于了解分歧的意识形态）。