區塊鏈的吞吐量是什麼？如何改善吞吐量？

在TPS中測量的區塊鏈吞吐量對於可伸縮性至關重要。可以通過增加塊大小，減少塊時間以及使用閃電網絡等鏈解決方案來進行改進。

2025/04/27 15:57

區塊鏈的吞吐量是什麼？如何改善吞吐量？

在區塊鏈上下文中的吞吐量是指區塊鍊網絡可以處理每秒（TPS）的交易數量。該指標至關重要，因為它直接影響區塊鏈系統的可擴展性和效率。更高的吞吐量意味著網絡可以處理更多的交易，從而使其更適合在各種應用程序中廣泛採用和使用。

了解區塊鏈吞吐量

區塊鏈吞吐量受幾個因素的影響，包括塊大小，塊時間和網絡使用的共識機制。例如，Bitcoin是最早，最著名的區塊鏈之一，由於其設計選擇，例如10分鐘的塊時間和1 MB的塊大小限制，其吞吐量約為7 TP。另一方面，像以太坊這樣的新區塊鏈的目的是改善這一點，以太坊1.0達到15-20 tps。

影響區塊鏈吞吐量的因素

幾個要素有助於區塊鍊網絡的吞吐量：

塊大小：較大的塊可以包含更多的交易，從而增加吞吐量。但是，較大的塊也意味著更多數據可以在整個網絡中傳播，如果只有高帶寬的節點才能跟上，則可以導致集中化。
塊時間：開採新塊所需的時間直接影響吞吐量。較短的塊時間可以增加每秒處理的交易數量，但它們也可以增加孤兒塊的可能性。
共識機制：用於驗證交易並將其添加到區塊鏈中的方法可以顯著影響吞吐量。與股份證明（POS）相比，Bitcoin使用的工作證明（POW）較慢且能量密集度更高，這是由Ethereum 2.0等新區塊鏈使用的。
網絡擁塞：對交易的高需求可能導致網絡擁塞，在交易中排隊和處理速度較慢，從而減少了有效的吞吐量。

改善區塊鏈吞吐量的方法

改善區塊鏈吞吐量是許多開發人員和研究人員的主要重點。以下是一些已提出和實施的策略：

增加塊大小

增加吞吐量的一種直接方法是增加塊大小。這允許每個塊中包含更多的交易，從而增加了整個TPS。但是，這種方法必須與維持權力下放的需求保持平衡，因為較大的塊可能會缺乏帶寬較低的節點。

減少塊時間

減少塊時間也可以增強吞吐量。較短的塊時間意味著可以在給定時期內將更多的塊添加到鏈中，從而可以處理更多的交易。但是，必須仔細地進行此操作，以避免增加孤兒塊的速率，這可能會使網絡穩定。

實施離鏈解決方案

鍊鍊解決方案，例如用於以太坊的Bitcoin和Sidechains的閃電網絡，可以顯著改善吞吐量。這些解決方案處理主要區塊鏈之外的交易，減少網絡上的負載並允許更快，更便宜的交易。例如，要使用閃電網絡，請按照以下步驟：

打開一個渠道：兩個政黨通過將資金鎖定在多簽名錢包中打開付款渠道。
進行交易：然後，各方可以在鏈上進行多個交易，從而在不廣播的情況下更新通道中的餘額。
關閉頻道：完成後，頻道的最終狀態將廣播到區塊鏈，以解決交易。

使用碎片

碎片是一種將區塊鏈分成較小的碎片或碎片的技術，每個碎片都可以處理自己的交易集。這種並行處理可以顯著增加網絡的整體吞吐量。例如，以太坊2.0正在實施碎片以提高其可擴展性。

切換到更有效的共識機制

切換到更有效的共識機制，例如股權證明（POS）或授權證明（DPOS）也可以增強吞吐量。這些機制比工作證明（POW）不那麼密集，並且可以更快地處理交易。以太坊用以太坊2.0向POS的過渡預計將大大增加其吞吐量。

實施第2層縮放解決方案

第2層縮放解決方案（例如狀態通道和匯總）旨在處理主要區塊鏈的交易，減少負載並增加吞吐量。例如，匯總將多個交易批量為主鏈上的單個交易，這可以顯著增加每秒處理的交易數量。

吞吐量改進的實際實施

為了實際實施其中一些改進，讓我們考慮在Bitcoin上設置閃電網絡渠道的示例：

安裝閃電網絡錢包：選擇一個支持閃電網絡的錢包，例如ZAP或Muun。
資助錢包：將Bitcoin轉移到錢包中以資助它。
打開頻道：使用錢包與另一方打開付款渠道。這涉及選擇Bitcoin的數量以鎖定頻道和交易對手的公鑰。
進行交易：通道打開後，您可以立即發送和接收付款，並以最少的費用。
關閉通道：完成後，關閉通道以解決Bitcoin區塊鏈上的最終餘額。

常見問題

問：區塊鏈吞吐量如何影響交易費用？

答：較高的吞吐量通常會導致較低的交易費用，因為網絡可以每秒處理更多的交易，從而減少了塊空間的競爭。相反，由於對有限的塊空間的需求增加，較低的吞吐量可能會導致更高的費用。

問：增加塊大小會導致集中化嗎？

答：是的，增加的塊大小會導致集中化，因為較大的塊需要更多的帶寬和存儲。資源有限的節點可能難以跟上，可能導致網絡由具有更重要功能的節點主導。

問：鍊和鏈縮放解決方案有什麼區別？

答：鏈縮放解決方案涉及對主要區塊鏈協議的更改，例如增加塊大小或減少塊時間。鏈縮放解決方案（如閃電網絡或側鏈），主要區塊鏈外部的過程交易，減少負載並增加吞吐量，而無需更改主鏈的協議。

問：碎片如何在以太坊2.0中起作用？

答：在以太坊2.0中，碎片涉及將網絡分為多個碎片，每個碎片都可以處理自己的交易集。這種並行處理增加了網絡的整體吞吐量。每個碎片都保持著自己的狀態和交易，並且跨碎片通信協議可確保可以在不同的碎片上處理交易。

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