區塊鏈:區塊鏈擴容之路為何這樣難？簡析三種主要的擴容方法

如何對區塊鏈進行擴容，使其每秒可以處理數百甚至數千筆交易，同時又不影響其去中心化特征？這一問題不僅讓加密領域中一些最聰明的人夜不能寐，也讓一些更狂熱的加密貨幣派系多年來頻頻發生口水戰。

在這篇關于區塊鏈擴容的入門文章中，news.Bitcoin.com對三個著名的加密貨幣項目——比特幣(BitcoinCore)、比特幣現金(BitcoinCash)和Zilliqa——所采用的非常不同的擴容方法進行了闡述。

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擴容簡史

事實上，在不影響去中心化的前提下提高交易吞吐量有一定的難度。在比特幣的早期，人們很少討論擴容問題，因為這根本不是一個問題。當時比特幣每秒交易處理量(TPS)很低，交易費用也很低。比特幣還有更重要的問題需要解決，比如修復關鍵的漏洞，以及創建一個生態系統，支持活躍的用戶社區，確保比特幣能夠存活足夠長的時間以實現規模化。這并不是說擴容從來沒有被提起過；事實上，這個話題在Bitcointalk論壇、IRC聊天和電子郵件中被討論過很多次，但都不是作為一個迫在眉睫的問題來討論的。

歐科云鏈劉軍：區塊鏈技術在保護數據隱私安全方面能發揮巨大作用:3月10日，歐科云鏈OKLink政務負責人劉軍在《歐科會客廳》視頻訪談欄目中，談及到數據安全，他認為，區塊鏈技術在保護數據隱私安全方面能發揮巨大作用，但解決數據難題不能僅靠區塊鏈技術。區塊鏈本身就是一種復合型技術，過往數年國內外相關的應用實踐也已經證明，只有與人工智能、物聯網等創新技術深度融合，區塊鏈才能更好地發揮其技術優勢，充分釋放技術紅利和創新紅利。當然也需要區塊鏈企業依靠自身的技術探索，積極與國家統籌的數據安全體系、標準和平臺建設體系，以及硬件體系建設相融合。

憑借在“區塊鏈+大數據”深度實踐，歐科云鏈持續構建區塊鏈生態基礎建設，先后推出了OKLink區塊鏈瀏覽器、鏈上大師、鏈上天眼等產品，有效降低鏈上數據風險，助力我國區塊鏈產業和數字經濟健康有序發展。[2022/3/10 13:48:44]

例如，在發給Bitcoinj開發人員MikeHearn的一封電子郵件中，中本聰提出了一種支付渠道的想法，其中“交易各方可以一致同意不斷更新交易數據，只有最終結果才會被網絡記錄下來”。閃電網絡的支持者抓住了這一點，將其作為中本聰設想的基于比特幣協議的第二層解決方案的證據。然而，考慮到中本聰已“消失”近9年，我們不可能肯定地說，他對沿著這些方法擴容比特幣的愿景是什么。

美股開盤：美股區塊鏈概念股僅一股上漲:美股開盤漲跌不一，道指漲0.37%，納指跌0.78%，標普500指數跌0.25%。美股區塊鏈概念股僅一股上漲，柯達上漲2.10%，埃森哲下跌0.44%，overstock.com下跌0.50%；RiotBlockchain下跌2.10%，MarathonPatent下跌0.90%，Square上漲0.76%。[2020/11/10 12:14:19]

然而，值得注意的一點是，比特幣在最初啟動時沒有區塊大小限制。一年后，中本聰引入了一個1MB的區塊大小限制來防止垃圾交易攻擊。很明顯，比特幣的創造者設想了未來比特幣網絡可以引入更大的區塊，他在2010年10月寫道，更大的區塊“可以分階段引入，比如：如果（區塊數量>115000，則最大區塊規模=更大的限制”因此，比特幣(第二層/LN)和BCH(更大的區塊)所采用的擴容方法的支持者都可以聲稱自己的解決方案符合中本聰的早期愿景。在了解了一種非常不同的區塊鏈擴容方法之后，我們將很快研究每種方法的優缺點。

DAML被選為區塊鏈服務網絡BSN的專用智能合約語言:9月14日，北京紅棗科技和Digital Asset宣布了關于DAML智能合約技術和區塊鏈服務網絡(BSN) 集成的合作協議。作為協議的一部分，由Digital Asset創建的智能合約編程語言DAML，將成為BSN生態內分布式應用(DApp)編寫的標準語言。

BSN是由國家信息中心頂層規劃，聯合中國移動、中國銀聯和北京紅棗科技共同發起的全球性區塊鏈基礎設施，旨在讓開發者和企業在統一的標準下更高效地創建和訪問新一代分布式應用程序。四家發起方早在2018年便啟動了BSN項目，目前BSN是中國最大的區塊鏈基礎設施網絡。[2020/9/15]

分片解決方案

如果將更大的區塊比作構建一個更大的工廠，那么分片就類似于在該工廠內創建一條裝配線，這樣每個工人(礦工)都會分配一個專門的任務，即驗證區塊的一部分，而不是整個區塊。Zilliqa是一個以推行這種擴容技術而聞名的加密網絡，其創始人在2016年發表了一篇關于將分片引入公共區塊鏈的可行性的論文。通過將交易驗證過程拆分為多個部分(或碎片)，可以顯著提高吞吐量，從而實現更高的TPS。

動態 | 新澤西州指控控一家區塊鏈公司未經注冊出售證券:新澤西州聲稱，7月17日提交的一份起訴書指控Pocketinns Inc.及其總裁馬達(Sarvajnya G. Mada)以一種名為“PINNS令牌”的加密貨幣的形式發行和出售了價值約41萬美元的未注冊證券。這些代幣于2018年1月15日至31日通過首次代幣發行發售。據稱，Pockettins和Mada都沒有在國家證券管理局登記。

據稱，被告向217名投資者出售代幣，違反了新澤西州統一的證券法，其中只有11人提供了證明其合格投資者身份的文件。Mada和他的公司隨后計劃將出售的代幣換成以太(ETH)，當時以太的價值約為728美元。[2019/7/19]

Zilliqa在最近的測試網絡中使用2400個節點，其聲稱記錄的吞吐量達到了約2800tx/s。當被問及將分片技術應用于基于UTXO的區塊鏈的可行性時，Zilliqa的首席科學官AmritKumar告訴news.Bitcoin.com：“分片技術確實可以用于UTXO鏈。事實上，已經有一些學術著作專門研究了基于UTXO鏈的分片技術。”分片將在以太坊的擴容戰略中發揮關鍵作用。盡管這種方法能夠顯著提高吞吐量，但它也有弊端，我們將很快對此進行研究，但首先，讓我們回到比特幣因擴容理念不同而導致的激烈分叉事件中來。

動態 | 區塊鏈手機Finney預計12月底開始出貨:據coindesk報道，手機制造商Sirin Labs今天在巴塞羅那舉辦的活動中首次公布了其區塊鏈手機Finney的最終設計，承諾通過其新硬件推進DApps的用戶體驗。據報道，Finney預計將于12月底開始出貨。SRN令牌的持有者現可預訂價格為999美元的區塊鏈手機，更多支付渠道將很快上線。[2018/11/30]

比特幣擴容之爭

正如AaronvanWirdum在《通往隔離驗證的漫漫長路》(TheLongRoadtoSegwit)一文中所寫的那樣：

“從技術上講，自2010年10月以來，區塊大小限制這個問題就一直在凸顯，更具體地說，自2013年2月以來，這個問題開始被公開討論，到2015年春天，這個問題終于爆發了。”在這場爭論中，GavinAndresen和MikeHearn等開發人員贊成將比特幣的區塊規模擴容至1MB以上，而忠于Blockstream的BitcoinCore開發人員則贊成保留1MB的限制，并提出通過其他方式進行擴容。最初，這是通過隔離驗證來實現的，它減少了每個交易的平均大小，但最終的方案將是使用第二層解決方案閃電網絡，其中多個交易發生在鏈下，只有初始和最終的交易進行鏈上記錄。

由于其復雜性，閃電網絡的開發一直受到重復延遲和用戶體驗問題的困擾，而且網絡還沒有完全準備好。然而，該網絡在2019年一直在穩步增長，目前擁有近1100BTC的容量，超過8300個節點和3.8萬多個通道。LN的優勢包括可以立即結算交易，交易費用微不足道。不過，閃電網絡也有一些批評者，他們對其復雜性和對流動性提供者的依賴提出了質疑，而流動性提供者的各種意圖和目的使網絡成為一個相對中心化和受托管的解決方案。

鏈上擴容

許多認為應該在鏈上解決擴容問題的人已經轉向比特幣現金，比特幣現金即將迎來兩周年生日。礦工們毫無困難地處理8MB大小區塊，而且費用仍然很低，使得BCH的發送價格不到一美分。大區塊擴容方法的批評人士往往抓住兩個攻擊點：大區塊在網絡中傳播需要更長時間，而在未來幾年，當區塊獎勵減少時，交易費用將不足以激勵礦工來維護網絡安全。

大區塊的支持者聲稱，不斷提高的數據存儲成本和下載速度可以否定第一個批評，而區塊獎勵的減少可以在未來得到解決。至少在這個時候，比特幣現金正按照其支持者的設想發揮作用。然而，由于根深蒂固的分歧和持續不斷的批評聲音，鏈上和鏈下擴容方案的支持者們很可能永遠不會意見一致。雙方的分歧很大，推特上比特幣和比特幣現金的支持者們無時無刻不在進行“交火”。

區塊鏈擴容的未來

雖然大區塊和閃電網絡被視為擴展比特幣的第二選擇，但它們實際上只是目前BCH和BTC分別看重的兩種主流方法。實際上，還有許多其他提高吞吐量的提議，包括側鏈，它可以減輕網絡的壓力，而無需切換到類似于閃電網絡的托管解決方案。

例如，盡管分片與所謂的第二代區塊鏈相關，但其對于諸如比特幣和比特幣現金等基于UTXO的區塊鏈也是可行的。然而，它也有必須加以調整的缺點。正如Zilliqa的AmritKumar所解釋的那樣：

“在非分片網絡中，每個節點獨立驗證每筆交易。但是，在分片網絡中，只有網絡的一個子集驗證每筆交易。所以，從理論上講，你得到的安全保障確實稍微弱一些。然而在實踐中，如果分片大小(每個分片中的節點數量)足夠大(比如600個左右)，并且從初始網絡中隨機選擇，那么分片中發生任何不好事情的可能性就會非常小。”盡管不同的區塊鏈在如何實現高吞吐量方面有著不同的愿景，但項目之間的差異卻在增加。從比特幣最初誕生到現在，已經產生了成千上萬個加密網絡，每個網絡都在堅持不懈地追求自己的擴容路徑。

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