区块链可扩展吗？

了解区块链可伸缩性

区块链上下文中的可伸缩性是指网络处理增加数量数据和交易的能力，而不会损害性能或安全性。自Bitcoin早期以来，这个问题一直是加密货币社区的中心话题。挑战之所以出现，是因为大多数区块链网络都是分散的，这意味着每个节点都必须验证每个事务。随着用户和交易的数量的增加，这种共识机制可能会导致瓶颈。

用于评估可伸缩性的关键指标是每秒交易（TPS）。例如，Bitcoin处理约7 tps，而以太坊则处理约15–30 tps。与传统支付系统（如Visa）相比，这些数字大大降低，该系统可以处理每秒数千笔交易。区块链网络的低TPS引起了人们对其大规模收养的生存能力的担忧。

第1层与第2层缩放解决方案

提高区块链可伸缩性有两种主要方法：第1层和第2层解决方案。第1层涉及修改区块链本身的基本协议。示例包括增加块大小，减少块时间或切换共识机制。 Bitcoin例如，现金将块大小从1MB增加到32MB，以允许每个街区进行更多交易。

另一方面，第2层解决方案在现有区块链的顶部运行，并旨在减少主链的负载。用于以太坊的Bitcoin和Raiden网络的闪电网络是链缩放解决方案的示例。这些系统使用户能够从主区块链上进行多次交易，而仅解决最终余额。这大大降低了交通拥堵并提高了交易速度。

碎片作为可伸缩性机制

碎片是一种有前途的1层可伸缩解决方案，将网络分为较小的片段称为碎片。每个碎片都处理网络交易的子集，从而使系统可以并行处理更多交易。 Ethereum 2.0将碎片纳入其长期扩展策略的一部分。

每个碎片都独立运行并保持自己的状态，但由主链（Beacon Chain）协调。这种设计允许水平缩放，这意味着网络随着更多的节点的加入而变得更加有效。但是，碎片在跨碎片沟通和安全性方面引入了复杂性，必须仔细管理。

共识机制创新

共识机制的选择在确定区块链的可扩展性方面起着至关重要的作用。 Bitcoin和原始以太坊使用的工作证明（POW）是安全的，但缓慢且能量密集。以太坊2.0和其他网络（如Cardano）采用的股份证明（POS）可实现更快的创建和更好的能源效率。

一些较新的共识算法，例如授权的股份证明（DPO）和权威证明（POA），通过减少涉及共识的验证者的数量来确定可扩展性的优先级。尽管这些系统可以达到更高的吞吐量，但它们通常会牺牲分散化。这种权衡是区块链社区中关于可伸缩性，安全性和权力下放之间平衡的中心辩论。

可扩展区块链的真实示例

作为核心设计原则，已经出现了一些区块链项目。例如，Solana使用POS和一种称为历史证明（POH）的新型时间戳机制的组合来实现超过50,000 TP。通过优化的网络体系结构和并行处理技术来实现此性能。

Binance Smart Chain（BSC）还通过使用具有限量验证器的修改后的POS系统提供高通量。尽管BSC可以以低成本的价格快速处理交易，但与以太坊相比，它因其减少的权力下放而面临批评。这说明了现实世界实现中的可伸缩性和权力下放之间的持续张力。

可伸缩性解决方案的挑战和权衡

每个可伸缩性解决方案都伴随着必须仔细考虑的权衡。增加的块大小可能会改善吞吐量，但可以导致集中化，因为只有强大的节点才能跟上数据负载。同样，第2层解决方案引入了额外的复杂性，并可能要求用户信任中介服务。

安全是另一个关键问题。更快的共识机制或链链交易可能会使网络暴露于新型的攻击类型，例如欺诈或数据不可用。因此，必须采用强大的安全措施来实施可伸缩性的改进，以避免损害网络的完整性。

常见问题

区块链中的可伸缩性三元素是什么？可伸缩性三元素是区块链只能在三种理想属性中实现两个的概念：可伸缩性，安全性和权力下放。改善一个通常是以牺牲另一个为代价的。

以太坊2.0如何计划扩展网络？以太坊2.0采用多相升级，包括过渡到POS和实施碎片。目的是在保持权力下放和安全性的同时增加吞吐量。

区块链可以及时匹配传统的财务系统吗？一些区块链已经超过了RAW TP中的传统系统，但是实现全球采用不仅需要速度，而且还需要可访问性，低成本和一致的性能。

第2层扩展解决方案的风险是什么？第2层解决方案可以引入信任假设，降低透明度并对特定服务提供商创建依赖性。用户必须权衡这些风险与更快，更便宜的交易的好处。