比特币交易量为何下降？深入分析交易批处理技术的影响

2017 年 5 月 6 日，比特币网络单日交易量创历史新高：37.5 万笔交易，金额高达 25 亿美元。 而就在几天前，比特币网络的平均交易费用首次超过 1 美元。 这些数字一直在上升：到 6 月初，其平均交易费用为 5.66 美元。 这是前所未有的。 在 2014 年 1 月 1 日至 2017 年 1 月 1 日的三年期间，平均每周比特币交易费用从未超过 31 美分。 它不止于此。 2017 年底之前，比特币的每周平均手续费高达 48 美元。 当加密货币市场平静下来时，比特币交易量开始暴跌，费用跌至 1 美元以下。

在比特币暴涨最狂热的日子里，当普通用户发现发送一笔交易所需的交易手续费高于交易金额时，他们青睐比特币交易批处理技术（batching，将多个交易输出组合成一个交易））比以往任何时候都响亮。 David Harding 在 8 月下旬写了一篇关于通过批处理节省成本的博客文章，并每天在比特币 subreddit subreddit 上转发它。

这个想法很简单：对于一次发送多个交易的实体，将多个输出组合到一个交易中更节省空间和成本，因为每个交易都有固定的数据开销。 David 发现，如果将 10 笔交易合并为一笔交易，而不是逐笔发送，则可以节省 75% 的区块空间。 从本质上讲，批处理是一种将尽可能多的交易打包到比特币有限的区块空间中的方法。

当比特币交易费用在 2017 年年中开始攀升时，用户开始仔细审查比特币区块链重度用户的行为，以确定他们是否有效地使用了区块空间。 总的来说，他们没有——一场非正式的游说活动开始了，要求这些主要用户（主要是交易所）使用交易批处理来充分利用有限的区块空间。 一些交易所多年来一直在使用交易批处理，而其他交易所只是妥协而已。 比特币价格在 2018 年第一季度从 19,000 美元左右暴跌至 6,000 美元后，这个问题就消失了，交易积压开始暴跌，平均手续费下降。

但我们仍然会对此感到好奇。 一个普遍的说法是，在链上交易量暴跌期间，交易量可以作为衡量其区块链实际使用情况的指标。 另一方面，交易批处理可以对任意数量（在合理范围内）的交易进行编码，因此如果批处理变得更加流行，就可以在保持交易量相对较低的同时保持这些交易仍在进行中。 略少。

比特币交易量下降是由于批处理技术，而不是缺乏需求

突然出现的网站报告比特币网络的每日产出和支付，而不是交易量，似乎对比特币交易量下降的报道感到不满。 但是，没有人分析过比特币交易量与产出或支付情况之间的变化关系。 所以我们自己找到了答案。

目录：

一、批处理技术简介

2. 时间表

3.分析

4。结论

5. 附加内容：UTXO合并

一、批处理技术简介

比特币采用UTXO模型（Unspent Transaction Output），也就是未花费的交易输出。 相比之下，Ripple 和以太坊使用的是账户/余额模型。 在比特币中，用户没有余额，只有他们控制的 UTXO。 如果他们想转账给其他人，他们的钱包会选择一个或多个 UTXO 作为输入，这些 UXTO 需要加起来等于他们要转出的金额。 这些资金随后被转移到接收方（称为输出，output），差额被返还给发送方（称为找零输出，change output）。 每个输出都可以以“satoshi”的形式承载几乎无限的价值。 中本聪是代表十亿分之一比特币的单位。 这与装满不同面额纸币的实体钱包非常相似。 如果你想花 2.50 美元买一份零食，但你只有 5 美元，你永远不会给收银员半个 5 美元，你只给收银员 5 美元并找零钱。

一些人不知道的是，一个区块可以容纳的交易数量没有硬编码限制。 相反，每笔交易都有一定的数据大小，这可以作为矿工将其包含在他们的区块中的经济激励。 由于比特币区块大小只有 2 MB，因此数据量更大的交易将需要支付更高的费用。 此外，每笔交易可以有几乎无限数量的输入或输出，交易日志中出现 20,000 个输入和 13,107 个输出。 （补充：原文未注明具体交易，据译者考证如下）

所以每笔交易至少有一个输入和一个输出，但通常更多，比如一些额外的模板文件。 大部分空间被输入占用（通常为 60% 或更多，因为签名证明它们确实属于发送者），15%~30% 被输出占用。 为了尽可能减少交易信息，节省手续费，比特币用户有两种选择：

1.尽可能减少输入。 为了最小化输入，您可以定期向自己发送较小的 UTXO，以便在费用非常低时获得较大的 UTXO。 这称为 UTXO 合并（合并您的输入）。

2. 频繁转账（尤其是在同一个区块）的用户可以在同一笔交易中包含几乎无限量的输出（给不同的人）。 这称为事务批处理。 典型的单输出交易占用 230 字节，而双输出交易仅占用 260 字节，如果单独发送它们则为 460 字节。

这是许多随意的评论员在将比特币与其他支付系统进行比较时所忽略的：单个比特币交易可以聚合数千个单独的转账！ 认识到这一点很重要，因为它是许多误解和错误分析的根源。

我们从未见过比特币交易批次的通用定义，因此出于本研究的目的，我们以最宽松的方式定义它：具有三个或更多输出的单个交易。 通常，批处理被理解为一种主要通过矿池或交易所进行即时性交易以提高效率的活动。 普通比特币用户很少有理由批量交易，事实上大多数钱包都难以构建批量交易。 对于日常使用，普通比特币用户可能不会费心批量交易。

为简单起见，我们将此界限设置为 3（正常的非批量交易有一个交易输出和一个零钱输出），但来自交易所的典型批量交易有几十个甚至数百个输出。 为此，我们非常谨慎地提供了各种批次的数据，因此我们可以确定三重输出交易和 100 输出巨型交易的流行程度。

我们发现将比特币交易想象成装满箱子的邮车很有帮助。 每个邮车（交易）运载箱子（输出），每个箱子包含一些字母（satoshis）。 因此，当您将交易量视为衡量比特币网络性能和经济吞吐量的指标时，这有点像计算邮车数量以了解在给定的一天发送了多少封信，尽管信件的数量可能相差很大。 邮车的类比也清楚地说明了为什么许多人将比特币视为未来的结算层——就像邮车满了就离开一样，一些人最终也设想比特币也是如此。

批量处理

2. 时间表

那么过去六个月发生了什么？ 让我们看一些数据。 直到 2017 年 5 月，比特币网络的每日交易量稳步上升，当时平均交易费用约为 4 美元。 这导致了交易量的第一次崩溃。 然后，在接下来的六个月里，开始了一系列反馈循环：交易积压增加，所需费用相应增加，交易量开始下降。 这个循环在 2017 年下半年重复了五次。

平均手续费与交易量变化的关系

上图中红色实线代表以比特币（非美元）计算的平均交易手续费，红色阴影区域代表每日总交易量。 您可以看到交易积压的循环导致更高的费用，进而导致交易量下降。 这个循环重复了五六次，直到2018年春季有所缓和。 最值得注意的时期是从 2017 年 12 月到 2018 年 1 月的费用危机。这样的费用实际上以比特币计算非常典型，但比特币价格的上涨意味着以美元计算的费用也更低。 达到了顶峰。

11 月中旬，当以美元计算的比特币交易费用达到两位数时，用户开始联合起来说服交易所更好地利用区块空间。 隔离见证（Segwit）和交易批处理（batching）都被视为将比特币交易信息最大化压缩到有限区块空间中的有用方法。 关于交易所何时开始批量交易的数据很少，我们收集了交易所何时开始批量交易的信息并汇总成图表。

交易所开始采用交易批处理技术的时间表

在此分析中，我们忽略了交易所对 SegWit 的采用； 就批处理而言，要求交易所采用交易批处理技术的运动似乎说服了 Bitfinex、Binance 和 Shapeshift。 Coinbase 和 GDAX 也表示有意开始批量交易。 据我们所知，Gemini 没有提到事务批处理技术，尽管我们有各种证据表明他们最近可能已经开始采用它。

所以一些交易所一直在使用交易批处理技术，而另一些则从未使用过。 这是否会影响交易批处理的普及？ 让我们找出来。

3.分析

3.1 事务批处理有多普遍？

我们以三种不同的方式衡量批处理的流行程度：按交易量、按输出值和按输出量。

衡量批处理的受欢迎程度（批处理交易占所有交易的百分比）：按交易量、按输出值和按输出量

（浅蓝色线：批量交易量；灰色线：批量输出的比特币价值；深蓝色线：批量输出量）

批量大小约占所有交易的 12%，占所有输出的 40%，以及所有原始比特币输出值的 30-60%。 好的。

3.2 随着时间的推移，批处理变得越来越普遍了吗？

从3.1的图表可以看出，三个指标都有小幅但稳定的上升趋势，但我们要深挖一点。 所以我们首先看支付量（实际支付给某人的输出，即总输出减去找零输出）和交易量之间的关系。

比特币支付量与交易量的关系

首先，明显的、流行的说法是交易量的下降是由于批量大小的增加。 并非如此，支付量也下降了大致相同的比例。

将支付量与交易量分开可以让我们对两者之间的关系有所了解。

每笔交易的支付金额

在我们的分析中，如果我们放大 2017 年 11 月至今的时间范围，我们可以看到每笔交易的支付量实际上已经上升，从 2017 年初的每笔交易 1.5 笔付款增加到今天的近 2 笔。

3.3 流行的批量数据大小？

在下一节中，我们将了解最流行的批量大小。 为了确定哪些交易被分批处理，我们从 Blockchair 下载了 2017 年 11 月至 2018 年 5 月期间比特币网络上所有交易的数据集。

我们之所以选择这个时间段，是因为手续费危机真正开始于去年11月中旬，同时交易所批量交易的需求也随之而来。 所以我们想捕捉交易所开始批量交易的影响。 当然，更大的样本会更有意义，但我们的资源有限，所以我们只能从六个月的样本开始。

我们将事务分为“批处理”和“非批处理”组，批处理组事务具有三个或更多输出。

（纵轴依次为：批次、非批次、合计

横轴依次为：交易量、输入量、输出量、输出值）

然后，我们根据 6 个月内的比特币总产出将一批交易分成大致相等的组。 我们没有手动选择批量大小，而是根据基于交易价值的批量大小将这些样本分成相等的部分。 这是我们的最终结果：

（纵轴顺序为：非批量、小型、中型、大型、特大型

横轴依次为：batch size（输出）、交易量、输出量、输出值、每笔交易输出值、每笔交易输出）

所有批次组在此期间的总产值几乎相同，但他们在此期间的交易量和输出量却有很大差异。 请注意，在六个月期间只有 183,108 个“巨型”批次（输出 41 个或更多），但这些批次有 2300 万个输出和 300,000 个比特币的产值。

请注意，本例中的输出值指的是原始或未经调整的数据。 我们很难校准变化和混淆的输出，所以我们在“左右”估计。

让我们看一下样本期间各种批量大小的交易量：

按批量大小划分的每日交易量

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

按batch size比特币最小交易数量，批量交易的交易量占比

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

与非批量交易量相比，批量交易量正在相对稳定地增长，尽管最大的部分是小批量（3 到 5 个输出）。 输出数据更能说明问题。 尽管批量交易只占总交易量的一小部分，但它们包含大量有意义的输出。 让我们看看如何分解它们：

按批量大小的输出量

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

各种batch size的产出比

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

最后，让我们看一下输出值。 我们看到批量交易是比特币价值转移的重要组成部分。

按批量大小划分的比特币总产值

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

各种批量大小的输出值百分比

（底部依次标识：特大、大、中、小、非批量交易量）

我们可以看到，批量交易平均只占总交易量的12%，却占比特币全部产值的30%-60%，甚至达到70%。 我们认为这非常了不起。 请记住，“总输出”的数据没有被修改以说明变化和混淆的输出； 也就是说，它是未经调整的原始数据。 因此，总产值并不能很好地近似比特币网络的经济总量。

3.4 由于批处理，交易量是否是比特币使用的不可靠指标？

是的。 我们强烈建议任何分析师、投资者、记者和开发商从现在开始忽略纯交易量。 衡量比特币性能的默认指标应该是“每日支付量”而不​​是交易量。 这也使得比特币与其他 UTXO 区块链更具可比性。 他们的支付交易比率通常有很大差异，所以只关注支付量。 （敬请期待：Coinmetrics 将很快推出工具以尽快实现这一目标。）

通常，我们认为在网络上传播的经济价值是其经济总量最基本的特征。 未经调整和调整后的数据都值得考虑。 校准原始输出值仍然是一门艺术而不是一门科学，最佳实践仍在开发中。 同样，Coinmetrics 正在积极开发开源工具以实现校准。

综上所述

我们回顾比特币的过去一年，表明当交易池变得拥挤时，社区开始寻找更有效地使用区块空间的方法。 对于重度用户，注意力很快就会集中在交易批处理上，即将多个输出合并到一个交易中的做法。 我们展示了批处理在技术层面上的工作原理以及交易所何时开始采用它。

今天，比特币网络上大约 12% 的交易是批量交易，大约占所有输出的 40%，占所有交易价值的 30-60%。 如此小的比特币交易却产生如此巨大的经济影响，这一事实让我们希望比特币仍有很大的增长空间，尤其是在使用量继续呈上升趋势的情况下。

最后，值得注意的是，比特币网络批量交易的增加可能不完全是由于交易所，而是过去几个月受欢迎程度下降的迹象。 由于批量交易通常由交易所、混淆器、支付处理器和矿池等大型“挖矿”公司发送，而非批量交易通常由普通用户发送，因此批量/非批量比率也是衡量一个平均有多少普通用户使用比特币的重要指标。 自比特币价格暴跌以来，个人对比特币的使用可能有所下降，而“挖矿”使用仍然强劲。 这只是猜测，只是对这种情况的一种解释。

另一方面比特币最小交易数量，矿业公司似乎更加重视稀缺区块空间管理者的角色。 这是比特币网络的一大福音，也是其历史上的一个显着发展。 如果这种保护文化得到支持，更多的数据将能够被压缩到比特币区块空间中，并且在可预见的未来每个用户都将能够运行比特币全节点。 我们认为这是一个非常积极的发展。 游说交易所支持隔离见证和交易批处理的比特币社区成员应该为自己感到自豪。

附加内容：UTXO 合并

还记得我们说过在比特币网络上有条不紊地节省交易费用的第二种方法是在所需费用较低时合并你的 UTXO 吗？ 查看输入量和输出量之间的关系可以让我们很好地发现这个合并时刻。

输入输出关系变化图

（蓝线：交易量；红线：输出量；绿线：输入量）

通常，输入和输出变化的运动线重合。 当比特币网络变得拥挤时，它们就会分开。 如果你仔细查看上面的图表，你会注意到当交易量增加（费用溢价）时，输出超过输入，看看 2017 年 5 月和 12 月之间的差距。但是，这种持续的活动总是导致零散的 UTXO 和钱包满尘土飞扬的变化，需要合并。 为此，用户通常会等到网络压力降低，交易手续费降低后，再进行操作。 因此，在交易量下降后，输入将比输出更普遍。 你可以在 2017 年 2 月、3 月清楚地看到这一点。

输入超过输出

这里我们计算了投入产出比（按 7 天平滑）。 当比率高时，当天的投入超过产出，反之亦然。 您可以清楚地看到，在 2015 年夏天的 Dust 攻击期间，创建并合并了数千（可能是数百万）个输出。 一旦这个比率上升，就开始合并。 在 2017 年 12 月的六周高费用之后，2018 年 2 月的峰值是比特币历史上最明显的放松期； 这是有史以来最大的输入/输出差异。 有大量的UTXO被合并。

注意到输入和输出集群的位置也很有趣。 下面是大量输入和输出的交易直方图。 不出所料，整数输出输入出现的频率很高，这表明交易所不会每两分钟发送一次交易，而是等待 100 或 200 个输出排队后再发送交易。 奇怪的是，在此期间，200 个输入的交易比 100 个输入的交易更受欢迎。

输入音量（左）和输出音量（右）的频率比较