隔离见证升级：比特币交易结构的关键变革

隔离见证（Segregated Witness，简称SegWit）是比特币网络在2017年实施的一次重要协议升级。这次升级通过重新组织交易数据的存储方式，不仅修复了长期存在的交易延展性问题，还间接提升了区块容量，为比特币的可扩展性奠定了基础。

什么是隔离见证？

隔离见证的核心思想是将交易中的解锁代码（例如数字签名）从交易输入部分分离出来，并将其放置在一个独立的“见证”字段中。这种结构性调整改变了交易数据的组织方式，从而带来了多方面的改进。

在传统比特币交易中，每一笔输入的解锁代码（包括签名）都紧邻着输入数据存放。这意味着验证交易所需的数据散布在整个交易体中。交易ID（TXID）是通过对整个交易数据（包括所有签名）进行哈希计算得出的。

在隔离见证交易中，所有解锁代码被集中移至交易数据的末尾部分。关键的是，在计算交易ID时，不再包含这些见证数据。因此，TXID теперь仅由交易的核心内容（如发送方、接收方和金额）决定，而不再受签名数据的影响。

这种设计相当于将交易的“验证”部分（见证数据）与“效果”部分（资金转移）分离开来。这正是“隔离见证”名称的由来——它将见证数据隔离了出来。

交易延展性（Transaction Malleability）是指攻击者可以在不改变交易实质内容（资金流向）的情况下，通过修改签名的表现形式（例如翻转S值）来改变交易的TXID。这可能导致交易在广播后被节点修改TXID，从而给交易跟踪和链下协议（如闪电网络）带来困扰。

隔离见证通过将签名数据排除在TXID计算之外，从根本上杜绝了修改TXID的可能性。一旦交易被发送，其TXID就是最终且不可变的，极大地增强了交易的可预测性和可靠性。

隔离见证引入了一个新的计量单位——“权重”（Weight），来替代之前单纯的字节大小计算方式：

这种权重系统相当于为见证数据提供了75%的折扣。因为签名数据不再占用全额的“空间”，所以每个区块可以容纳更多的交易数据。虽然理论上的最大区块大小可达4MB（如果区块全部由见证数据构成），但根据典型交易的数据构成（约60%为见证数据），实际的平均区块大小上限提升到了约1.8MB。

一个直接的疑问是：如果目标是修复延展性和扩大容量，为什么不直接修改规则（例如简单地将区块大小扩大到2MB）？

答案是兼容性。直接修改核心规则（如区块大小限制）会导致旧版本节点拒绝新格式的区块，从而造成网络分裂，即所谓的“硬分叉”。这要求所有节点必须同时升级，否则就会形成两条不同的区块链。

隔离见证被设计为一种“软分叉”升级。这意味着新格式的交易和区块在旧节点眼中仍然是有效的（即使它们无法完全理解新特性）。旧节点会忽略隔离见证数据，但依然能够验证和接受包含这些交易的区块。这使得网络能够平稳过渡，无需强制所有参与者立即升级。

隔离见证于2017年8月24日在区块高度481,824正式激活。其激活机制采用了矿工信号的方式：

这种机制确保了在升级生效前，网络已获得了绝大多数算力的支持，从而保证了升级过程的平稳和安全。

不是。隔离见证是一次软分叉升级。未升级的旧节点仍然能够接受和验证新区块，保持了区块链的统一性，只是它们无法识别和使用隔离见证带来新功能。

用户最直接的体验是交易费用的降低。由于区块有效容量的提升，网络能处理更多交易，从而缓解了拥堵并可能降低手续费。此外，交易延展性的修复为闪电网络等二层解决方案的稳定运行奠定了基础，开启了更快速、更廉价的微支付通道。

如果你的钱包软件过于老旧，不支持隔离见证，你依然可以接收资金。但你在发送资金时，可能会创建效率较低的传统格式交易，从而支付更高的手续费。升级到支持隔离见证的钱包可以让你享受更低的手续费。

隔离见证地址通常以“bc1”开头（Bech32格式），这是原生的隔离见证地址格式。此外，也有一些以“3”开头的兼容地址（P2SH-SegWit）。现代钱包通常会默认生成隔离见证地址。

不是。隔离见证是向后兼容的。传统格式的交易仍然有效，它们与隔离见证交易可以在同一个区块中共存。然而，使用隔离见证格式对发送方更经济。

是的。平均区块大小的有效提升直接增加了网络处理交易的能力。在交易需求旺盛的时期，这有助于缓解网络拥堵，防止手续费过高过快上涨。

隔离见证升级是比特币发展史上一次巧妙而关键的技术演进。它通过精巧的设计，在不分裂网络的前提下，同时解决了安全性和可扩展性两个核心问题，为后续的创新铺平了道路。