Что такое SegWit? Формальное введение в интеллектуальный подход масштабирования on-chain в Bitcoin

Обзор SegWit

Сатоши Накамото при создании Bitcoin задал ограничение размера блока в 1 000 000 байт, что значительно ограничивало количество транзакций в каждом блоке. На старте этой мощности хватало для небольшой аудитории. Но с резким ростом числа пользователей сети проблема перегрузки быстро стала острой.

Сейчас сеть Bitcoin создает новый блок каждые десять минут. Из-за лимита размера блока в среднем обрабатывается лишь несколько десятков транзакций за раз. Bitcoin способен проводить примерно семь транзакций в секунду. В отдельных случаях в блокчейне накапливаются десятки тысяч ожиданий, комиссии достигают десятков долларов, а подтверждение занимает несколько дней при максимальной нагрузке.

Технология SegWit (Segregated Witness) предложена в 2015 году разработчиком Pieter Wuille и командой Bitcoin Core для решения ограничений скорости обработки транзакций. В 2017 году SegWit был активирован через soft fork, увеличив объем данных в блоке примерно в 1,7 раза. Крупнейшие криптовалюты—Bitcoin, Litecoin и Bitcoin Cash—реализовали SegWit, что расширило емкость блоков, ускорило транзакции и повысило масштабируемость сети.

Технические основы SegWit

SegWit разделяет каждую транзакцию Bitcoin на два элемента: основные данные транзакции и witness-данные. Данные транзакции отражают балансы, а witness-данные подтверждают личность пользователя.

Для большинства пользователей важнее именно сведения об активах — балансы аккаунтов. Проверка личности занимает место в транзакции, однако получателю достаточно убедиться в наличии средств, а не в деталях отправителя.

В архитектуре Bitcoin witness-данные — цифровые подписи — занимают большую часть блока, замедляя переводы и увеличивая стоимость упаковки. Технология SegWit выносит witness-данные из транзакции и хранит их отдельно, тем самым ускоряя обработку. В типичном блоке подписи могут занимать до 65% пространства.

Bitcoin SegWit против Non-SegWit: основные различия и преимущества

Сравнение Bitcoin SegWit и Non-SegWit выявляет базовые отличия, напрямую влияющие на пользовательский опыт. SegWit дает ряд ключевых преимуществ по сравнению с устаревшей системой.

Во-первых, SegWit открывает гораздо большую емкость блока. Освобождая исходное пространство, он позволяет обрабатывать больше транзакций в каждом блоке — это одно из главных отличий между SegWit и Non-SegWit.

SegWit значительно повышает пропускную способность транзакций. По аналогии со слоями Layer 2 в Ethereum, транзакции Bitcoin структурируются для ускоренной обработки. С SegWit система выделяет больше вычислительных и дисковых ресурсов на транзакции. Согласно данным, внедрение SegWit снижает среднюю транзакционную комиссию до примерно 1 $, что существенно дешевле, чем у legacy-адресов.

Кроме того, SegWit поддерживает Lightning Network — наиболее известный Layer 2-протокол для Bitcoin, предназначенный для масштабирования вне основной цепи. Lightning Network — это отдельный слой над блокчейном Bitcoin, который открывает платежные каналы для быстрых переводов даже при высокой нагрузке. SegWit облегчает запуск Lightning Network и создает оптимальные условия для ее работы.

Еще одно важное преимущество SegWit по сравнению с Non-SegWit — повышение безопасности. Архитектура SegWit строго разделяет транзакционные и подписи. Поскольку подписи пользователей не обрабатываются вместе с транзакциями, исключается риск подделки или неверной записи транзакций в блокчейн.

SegWit на практике

Для обычных пользователей SegWit дает три основных преимущества: более высокий уровень безопасности по сравнению со стандартными адресами, увеличенную емкость блока и ускоренную проверку транзакций, а также меньшие комиссии по сравнению с классическими адресами кошельков.

Bitcoin-адреса теперь делятся на четыре основных типа. Legacy-адреса (P2PKH), начинающиеся с "1", — это исходный формат Bitcoin, который используется до сих пор, и в контексте SegWit против Non-SegWit считается "No SegWit". Вложенные адреса (P2SH), начинающиеся с "3", — это мультиподписи с поддержкой расширенных функций.

Два основных SegWit-формата: Nested SegWit (P2SH) — адреса с "3", совместимые с Segregated Witness; и Native SegWit (Bech32) — адреса с "bc1", которые считаются нативными SegWit-адресами.

Стандарт Bech32, утвержденный в BIP173 в конце 2017 года, дает особые преимущества. Он не чувствителен к регистру, использует только цифры 0-9 и буквы a-z, что уменьшает путаницу и облегчает чтение. Bech32 основан на кодировании Base32, а не традиционном Base58, что повышает эффективность вычислений. Эти адреса также обеспечивают лучшую безопасность, надежнее проверяют контрольные суммы и минимизируют риск ошибок адреса.

В 2019 году была обнаружена уязвимость Bech32: если адрес заканчивается на "P" и к нему случайно добавляются одна или несколько "Q", он все равно проходит проверку контрольной суммы. Для решения этой проблемы внедрен стандарт Bech32m, который добавляет дополнительный символ в контрольную сумму. Bech32m применяется только к Taproot и будущим форматам адресов.

P2TR-адреса (Bech32m), начинающиеся с "bc1p" — это Taproot-адреса, поддерживающие BTC NFT и Ordinals NFT. Согласно последним данным, внедрение SegWit продолжает расти, и большинство крупных бирж и кошельков полностью поддерживают адреса SegWit.

Ключевые различия адресов: SegWit против Non-SegWit

Существуют важные нюансы между типами адресов, особенно в сравнении Bitcoin SegWit и Non-SegWit. Адреса, совместимые с SegWit (начинаются с "3"), позволяют экономить 24% на комиссиях по сравнению с legacy-адресами (начинаются с "1"). Нативные SegWit-адреса (начинаются с "bc1") дают экономию 35% по сравнению с обычными адресами.

SegWit-адреса (начинаются с "bc1" и некоторые с "3") позволяют сократить комиссии до 70% по сравнению с legacy мультиподписными адресами (начинаются с "3"). Taproot-адреса также поддерживают BTC NFT и Ordinals NFT, при этом комиссии сопоставимы с адресами на "3".

Различия в комиссиях подтверждают, что выбор типа адреса существенно влияет на расходы по транзакции. Переход на SegWit-адреса сокращает издержки и повышает эффективность сети. При сравнении SegWit и Non-SegWit преимущества SegWit по стоимости и производительности очевидны.

Заключение

SegWit — ключевой этап развития Bitcoin, увеличивающий количество транзакций в каждом блоке. Технология решает проблемы масштабируемости, предотвращает редкие эксплойты изменяемости транзакций и расширяет возможности программирования Bitcoin, открывая путь для решений, таких как Lightning Network.

Успешное внедрение SegWit демонстрирует способность сообщества Bitcoin к инновациям и адаптации к росту пользовательского спроса при сохранении безопасности и децентрализации. Благодаря разделению witness-данных SegWit оптимизирует пространство в блоке, снижает комиссии и ускоряет обработку транзакций.

Преимущества SegWit перед Non-SegWit очевидны: сокращение комиссий, рост пропускной способности, усиление безопасности и совместимость с Layer 2. Сегодня современные кошельки и ведущие криптоплатформы полностью поддерживают адреса Segregated Witness для Bitcoin, Litecoin и Bitcoin Cash, а также Taproot-адреса для BRC-20 и BTC NFT. Такое широкое внедрение подтверждает роль SegWit как ведущего решения масштабирования и готовит Bitcoin к эффективному глобальному росту и будущим вызовам.

FAQ

Что будет, если отправить Bitcoin на SegWit-адрес?

Перевод Bitcoin на SegWit-адрес приводит к снижению комиссии в будущих транзакциях. Баланс кошелька постепенно переносится на SegWit-адреса. Проблем с совместимостью при отправке на SegWit-адреса не возникает.

Стоит ли использовать BTC SegWit?

Да. BTC SegWit рекомендуется, так как снижает комиссии и повышает эффективность для самостоятельного хранения. Это полезное обновление для эффективного управления Bitcoin.

В чем разница между Bitcoin и SegWit?

Bitcoin — это исходная криптовалюта. SegWit — это обновление протокола Bitcoin, которое снижает комиссии и улучшает масштабируемость. SegWit работает только с кошельками и биржами, поддерживающими этот стандарт.

Какой формат адреса Bitcoin оптимален?

Лучший формат — SegWit, начинающийся с цифры 3 и включающий от 26 до 36 символов. Он поддерживается большинством компаний и кошельков.