区块链的吞吐量是什么？如何改善吞吐量？

区块链的吞吐量是什么？如何改善吞吐量？

在区块链上下文中的吞吐量是指区块链网络可以处理每秒（TPS）的交易数量。该指标至关重要，因为它直接影响区块链系统的可扩展性和效率。更高的吞吐量意味着网络可以处理更多的交易，从而使其更适合在各种应用程序中广泛采用和使用。

了解区块链吞吐量

区块链吞吐量受几个因素的影响，包括块大小，块时间和网络使用的共识机制。例如，Bitcoin是最早，最著名的区块链之一，由于其设计选择，例如10分钟的块时间和1 MB的块大小限制，其吞吐量约为7 TP。另一方面，像以太坊这样的新区块链的目的是改善这一点，以太坊1.0达到15-20 tps。

影响区块链吞吐量的因素

几个要素有助于区块链网络的吞吐量：

• 块大小：较大的块可以包含更多的交易，从而增加吞吐量。但是，较大的块也意味着更多数据可以在整个网络中传播，如果只有高带宽的节点才能跟上，则可以导致集中化。

• 块时间：开采新块所需的时间直接影响吞吐量。较短的块时间可以增加每秒处理的交易数量，但它们也可以增加孤儿块的可能性。

• 共识机制：用于验证交易并将其添加到区块链中的方法可以显着影响吞吐量。与股份证明（POS）相比，Bitcoin使用的工作证明（POW）较慢且能量密集度更高，这是由Ethereum 2.0等新区块链使用的。

• 网络拥塞：对交易的高需求可能导致网络拥塞，在交易中排队和处理速度较慢，从而减少了有效的吞吐量。

改善区块链吞吐量的方法

改善区块链吞吐量是许多开发人员和研究人员的主要重点。以下是一些已提出和实施的策略：

增加块大小

增加吞吐量的一种直接方法是增加块大小。这允许每个块中包含更多的交易，从而增加了整个TPS。但是，这种方法必须与维持权力下放的需求保持平衡，因为较大的块可能会缺乏带宽较低的节点。

减少块时间

减少块时间也可以增强吞吐量。较短的块时间意味着可以在给定时期内将更多的块添加到链中，从而可以处理更多的交易。但是，必须仔细地进行此操作，以避免增加孤儿块的速率，这可能会使网络稳定。

实施离链解决方案

链链解决方案，例如用于以太坊的Bitcoin和Sidechains的闪电网络，可以显着改善吞吐量。这些解决方案处理主要区块链之外的交易，减少网络上的负载并允许更快，更便宜的交易。例如，要使用闪电网络，请按照以下步骤：

• 打开一个渠道：两个政党通过将资金锁定在多签名钱包中打开付款渠道。
• 进行交易：然后，各方可以在链上进行多个交易，从而在不广播的情况下更新通道中的余额。
• 关闭频道：完成后，频道的最终状态将广播到区块链，以解决交易。

使用碎片

碎片是一种将区块链分成较小的碎片或碎片的技术，每个碎片都可以处理自己的交易集。这种并行处理可以显着增加网络的整体吞吐量。例如，以太坊2.0正在实施碎片以提高其可扩展性。

切换到更有效的共识机制

切换到更有效的共识机制，例如股权证明（POS）或授权证明（DPOS）也可以增强吞吐量。这些机制比工作证明（POW）不那么密集，并且可以更快地处理交易。以太坊用以太坊2.0向POS的过渡预计将大大增加其吞吐量。

实施第2层缩放解决方案

第2层缩放解决方案（例如状态通道和汇总）旨在处理主要区块链的交易，减少负载并增加吞吐量。例如，汇总将多个交易批量为主链上的单个交易，这可以显着增加每秒处理的交易数量。

吞吐量改进的实际实施

为了实际实施其中一些改进，让我们考虑在Bitcoin上设置闪电网络渠道的示例：

• 安装闪电网络钱包：选择一个支持闪电网络的钱包，例如ZAP或Muun。
• 资助钱包：将Bitcoin转移到钱包中以资助它。
• 打开频道：使用钱包与另一方打开付款渠道。这涉及选择Bitcoin的数量以锁定频道和交易对手的公钥。
• 进行交易：通道打开后，您可以立即发送和接收付款，并以最少的费用。
• 关闭通道：完成后，关闭通道以解决Bitcoin区块链上的最终余额。

常见问题

问：区块链吞吐量如何影响交易费用？

答：较高的吞吐量通常会导致较低的交易费用，因为网络可以每秒处理更多的交易，从而减少了块空间的竞争。相反，由于对有限的块空间的需求增加，较低的吞吐量可能会导致更高的费用。

问：增加块大小会导致集中化吗？

答：是的，增加的块大小会导致集中化，因为较大的块需要更多的带宽和存储。资源有限的节点可能难以跟上，可能导致网络由具有更重要功能的节点主导。

问：链和链缩放解决方案有什么区别？

答：链缩放解决方案涉及对主要区块链协议的更改，例如增加块大小或减少块时间。链缩放解决方案（如闪电网络或侧链），主要区块链外部的过程交易，减少负载并增加吞吐量，而无需更改主链的协议。

问：碎片如何在以太坊2.0中起作用？

答：在以太坊2.0中，碎片涉及将网络分为多个碎片，每个碎片都可以处理自己的交易集。这种并行处理增加了网络的整体吞吐量。每个碎片都保持自己的状态和交易，并且跨碎片通信协议可确保可以在不同的碎片上处理交易。