比特幣優化的秘密：隔離見證出現的背景
中本聰在設計比特幣的時候，規定了每個區塊的容量大小不能超過 1M，而 1M 的空間容量所能記錄的交易筆數極為有限。在最早期，每個區塊 1M 的容量尚足以應付小眾市場的交易量，但當後期比特幣玩家激增後，就變得特別擁擠。
例如，數據統計，比特幣網路每十分鐘更新一次新區塊，受制於 1M 的容量，每個區塊中包含的交易數最多不超過幾十筆。目前，比特幣平均每秒能處理 7 次交易。因此，在特殊情況下，比特幣區塊鏈上最高時有萬筆交易積壓，比特幣轉帳交易費高達數十美元。網路擁擠時，比特幣交易甚至需要花費好幾天才能被打包。
因此，加密圈用戶迫切地需要一個高效率的技術方案，來解決比特幣交易處理速度慢的問題。更直白來說，就是讓大家的比特幣到帳速度更快，以及交易手續費（支付礦工的費用）更低。當然，這一切也直指「比特幣網路擴容問題」。
隔離見證的大致思路：
隔離見證技術，是由比特幣開發者 Pieter Wuille 和其他比特幣核心貢獻者於 2015 年提出的，旨在解決交易處理速度問題的解決方案。在隨後的 2017 年，隔離見證被正式用於比特幣網路上的軟分叉中，比特幣單一區塊的資訊處理能力也由此提高至先前的 1.7 倍。
目前比特幣、萊特幣和比特幣現金這三大主流幣種，都已經開始採用了隔離見證。採用隔離見證帶來的利好主要有拓展區塊容量、提升交易速度，以及優化交易的延展性。下面，先大致介紹下隔離見證的技術原理與實作思路。
專業玩家都知道，在比特幣的每筆交易資訊分為兩個部分：基礎交易數據+見證數據，前者記錄帳戶資金結餘，後者是驗證用戶身分。對於用戶而言，最關心的是帳戶資金結餘等事關資產的核心訊息，驗證用戶身份環節無需在交易中佔據過多成本。
簡單來說，轉帳接收方只需要確認資產可用，無需明了發起方詳細資料。但是，在比特幣交易結構中，見證數據，也就是簽名資訊佔用了大量的儲存空間，進而耽誤了轉帳效率、增加了打包成本。隔離見證技術，就是將見證資料從交易資訊中提出來單獨存儲，為交易「騰出空間、拓寬通道」。
隔離見證的主要優勢：
增加區塊容量：數據統計，簽名資訊在比特幣交易區塊中最多可以佔用 65% 的空間。可想而知，採用隔離見證之後，原有的區塊儲存空間將得以釋放，進而處理更多的交易資訊。
加快交易速率：與以太坊 Layer2 的想法相通，將資料分層處理，以達到提高交易速率的目的。採用隔離見證後，比特幣交易系統會將更多的算力、更大的存儲，集中在交易資訊的處理上，相較於先前的負擔大大減輕，TPS 從理論上只增不減。數據顯示，採用隔離見證之後，平均每筆交易的成本降至 1 美元。
利好閃電網路：閃電網路是討論度最高的比特幣二層協議擴容解決方案，設計主旨是鏈下解決比特幣的可擴充性問題。閃電網路試圖在比特幣區塊鏈上新建一層網絡，同時架設一條支付通道，使得在任何極端情況下，大額的轉帳交易均能快速通暢地完成，這就可以理解為鏈下數據處理。而隔離見證在鏈上將優先順序最高的資料快速處理，為閃電網路的執行紓解了大量的壓力，其實也間接為閃電網路創造了條件。
值得一提的是，在隔離見證的技術架構下，交易資料和簽章資料完全剝離，整個交易處理系統中，使用者的簽章資料也是被排除在外的，因此就不存在交易資訊被竄改的可能性，進而一鍵消除錯誤訊息被永遠記錄在鏈上的可能性。對於交易資訊修復程序的拓展和應用，也有積極的好處。
此外，隔離見證也被視為 Ordinals BTC NFT 的第一個先兆，擴大了可以在交易中放置多少任意資料的限制，從而為在比特幣每個聰上篆刻銘文提供了前提條件。 2021 年，Taproot 創建了更容易儲存任意見證資料的系統，並繼續對一個比特幣交易中放置資料限制進行了拓展，從而讓今天存在的 BTC Ordinals NFT 誕生實現。
隔離見證的具體應用：
對一般使用者來說，隔離見證技術帶來的利好主要有三點：
1）更安全，較普通地址而言，具有更高的安全性
2）更快速，可擴容區塊容量，檢查交易速度更快
3）更便宜，交易手續費比普通錢包地址更低廉
那麼，這項技術如何運用在一般用戶身上呢？請打開你的錢包，如果採用隔離錢包地址完成接受比特幣轉賬，上述利好是可以切切實實享受到的。 2020 年 8 月底的一組數據顯示，比特幣的隔離見證使用率已達 67%，目前的數據必然上了一個更高的階梯。
目前來看，比特幣的地址格式主要分為 6 個類型：
1. Legacy（P2PKH）格式（以1開頭的位址）— 傳統位址
範例：1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u
比特幣最初的地址格式，至今仍在使用。 P2PKH 指Pay To PubKey Hash（付款至公鑰雜湊）。
2. Nested（P2SH）格式（部分以3開頭的位址）— 多簽位址
範例：3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX
P2SH (Pay-to-Script-Hash)，支付腳本哈希，即比特幣交易輸入輸出腳本，採用贖回腳本及贖回腳本哈希。其位址結構類似於 P2PKH，但它支援比傳統位址更複雜的功能。 P2SH 腳本函數最常用於 multisig 位址，這些位址可以指定多重數位簽章來授權交易。舉例：某個 3 開頭的地址由三人控制，其中，任兩人同意，便可發起轉帳。
上述兩種地址，都是傳統的交易轉帳地址，並未採用隔離見證技術。以下介紹兩種主流的隔離見證地址。
3. Nested SegWit （P2SH）格式（部分以3開頭的位址）— 隔離見證相容位址
範例：3KF9nXowQ4asSGxRRzeiTpDjMuwM2nypAN
3 開頭的位址：因為使用 P2SH 方式打包，所以隔離見證相容位址，也以 3 開頭，舊節點能辨識。
大家不需要知道以 3 開頭的比特幣地址，到底是多簽地址，還是隔離見證兼容地址，只需要知道以 3 開頭的地址，被廣泛支持，可以向 1 開頭和 bc1 開頭的地址發送比特幣即可。
4. Native SegWit （Bech32）格式（位址bc1開頭）— 原生隔離見證位址
範例：bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc3
Bech32 編碼的位址，是專為 SegWit 開發的地址格式。 Bech32 在 2017 年底在 BIP173 被定義，該格式的主要特點之一是它不區分大小寫（地址中只包含 0-9，az），因此在輸入時可有效避免混淆且更加易讀。
由於地址中需要的字元更少，地址使用 Base32 編碼而不是傳統的 Base58，計算更方便、有效率。資料可以更緊密地儲存在二維碼中。 Bech32 提供更高的安全性，更好地優化校驗和錯誤檢測代碼，將出現無效地址的機會降到最低。
Bech32 位址本身與 SegWit 相容。不需要額外的空間將 SegWit 位址放入 P2SH 位址，因此使用 Bech32 格式位址，手續費會更低。
Bech32 位址比舊的 Base58（Base58Check 編碼用於將比特幣中的位元組數組編碼為人類可編碼的字串）位址有幾個優點：
QR 碼更小、更好地防錯、更安全、不區分大小寫， 只由小寫字母組成，所以在閱讀輸入和理解時更容易。
5. Native P2WPKH / Native P2WSH（Bech32）格式（位址 bc1q 開頭）— 原生隔離見證位址
Native P2WPKH 範例：bc1qmgjswfb6eXcmuJgLxvMxAo1tth2QCyyPYt8shz
Native P2WSH 範例：bc1q09zjqeetautmyzrxn9d2pu5c5glv6zcmj3qx5axrltslu90p88pqykxdv4wj
對於版本 0 的隔離見證位址，它們總是以 bc1q 開頭
Pay-to-Witness-Public-Key-Hash（P2WPKH）位址的生成， P2WPKH 位址長度固定為42 字符
Pay-to-Witness-Script-Hash（P2WSH）位址， P2WSH 位址長度固定為 62 字符
P2WPKH 通常用在普通的地址上，P2WSH 通常用在多簽地址。
2019 年，人們發現如果一個 bech32 位址的最後一個字元是 P，如果意外在後面多輸入了一個或幾個 Q，依然能通過校驗和驗證，也不會收到輸入錯誤的提示。錢包軟體會認為地址輸入正確，任由將比特幣發送至錯誤地址，導致這筆比特幣無法被花費，就像我們在上文解釋的那樣。
好消息是 bech32 只用於 SegWit，而 SegWit 位址有長度限制－ 只能是 20 個位元組或 32 個位元組。幸運的是，如果在長度為 20 或 32 位元組的位址後面多輸了一個 Q，輸入的位址就會因為超出長度限製而無效。錢包會發現這個問題，並拒絕發送比特幣。人們原本考慮針對 Taproot 引入類似的位址長度限制，但是下文提到的解決方案免去了這項需求。靈活的地址長度更有助於我們未來改進 Taproot。
6. P2TR（Bech32m）格式（位址 bc1p 開頭）－Taproot 位址
範例：bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn
為了修復 bech32 的漏洞，有人提議了一個叫作 bech32m 的新標準(9)。 bech32m 實際上是非常簡單的改變：在 bech32 校驗和公式中額外添加了一個數字，以確保任何新增字元都會產生無效校驗和。 這個新標準只應用於 Taproot 位址和未來位址。對於 SegWit 位址來說，一切都沒有改變，因為它們已經有了 20 或 32 位元組長度限制的保護。
為了緩解 Bech32 的上述缺點，在 BIP0350 中提出了 Bech32m 位址：
對於版本為 0 的原生隔離見證位址，使用先前的 Bech32；
對於版本為 1（或更高）的原生隔離見證位址，則使用新的 Bech32m。
對於 Bech32m 位址，當版本為 1 時，它們總是以 bc1p 開頭（即 Taproot 位址）。
最後，不同地址間更細微的差別，也體現在以下方面：
1）隔離見證相容地址（部分 3 開頭）比傳統地址（1 開頭）節省 24% 轉帳手續費；
2）原生隔離見證地址（bc1 開頭）比傳統地址（1 開頭）節省 35% 轉帳手續費；
3）隔離見證地址（bc1 開頭和部分 3 開頭）比多簽地址（部分 3 開頭），最多可以節省 70% 轉帳手續費。
4）Taproot 位址，支援 BTC NFT 持有和 Ordinals NFT 打新，轉帳手續費類似 3 開頭
目前，OKX 平台重磅推出的 OKX web3 錢包已支援用戶在轉帳和儲值時，使用隔離見證地址，以優化使用體驗、降低使用費率、提高轉帳速度。同時，OKX web3 錢包也已全面支援了 Ordinals BRC-20 和 BTC NFT 所依賴的 Taproot 位址，您可在 OKX web3 錢包盡享 BTC 生態。
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延伸閱讀：
比特幣隔離見證 Segwit －工作原理與案例分析: https://www.blocktempo.com/segwit-for-dummies-concept-and-case-study/
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