趣赢娱乐信誉度A级:赠书 | 要解决区块链的可扩展性问题,有哪些可行的方法?

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作者 |??Tanvir Zafar

译者 | 火火酱,责编 | Carol

封图 |? ?CSDN 付费下载于 视觉中国

自比特币发明以来,为其提供支持的比特币区块链就一直存在可扩展性方面的问题。

今天我们就来聊聊区块链的可扩展性问题。

了解可扩展性问题

当比特币和其他加密货币发明出来的时候,设计者们并没有考虑到大规模使用的情况。然而,随着时间的推移,越来越多的人进入了加密领域。可扩展性问题源于这样一个事实:主要的加密货币(如BTC和ETH)借助区块来确认交易。但是,当创建BTC和ETH时,对每个区块的大小进行了限制。对于BTC而言,最高限制为1MB。

存在这种限制的目的是为了使区块链更安全。然而,这也带来了新的问题。如今,对区块大小的限制制约了其每秒可以处理的交易数,即每秒大约处理7笔交易。如果比特币想要被广泛应用的话,它需要具备每秒处理数千笔交易的能力,就好比VISA每秒可以处理约1700笔交易。否则,随着交易数量的增加,在交易确认之前将会出现长时间的延迟(有时甚至会长达持续数小时)

可扩展性解决方案

许多开发人员都在积极研究解决方案,希望能解决区块链可扩展性问题。截至目前,有关区块链可扩展性问题的最可行建议如下:

1、实施侧链(Sidechains)

侧链是连接到主区块链的独立区块链。为了实现这一点,开发人员使用双向锚定技术(two-way peg),使得两条区块链间的资产可交换,其可交换性能可以以预设的速率实现。

主区块链的用户必须将代币发送到一个特定的地址,然后代币会被锁定在此地址中。一旦交易完成,会跨两条链发送确认信息,出于安全考虑还会经历一段较短的等待时间。等待结束后,等量的代币会被释放到侧链中,用户就可以对其进行访问了。把代币移回主链时,情况刚好相反。

2、链下通道

链下通道技术能够帮助加密货币用户之间进行快速的交易,而不需要支付交易费用。在链下通道中,比特币需要打开与另一个节点的通道。一旦通道打开,就可以与节点进行交易,直到通道关闭,双方之间才进行真正的余额分配。

闪电网络是链下解决方案的最佳示例之一。该网络大约有2000个活动节点和15000个通道。

3、分片

分片是一种将单个区块链分解为多个分片的技术。每个分片独立运行,处理自己的交易。已经有人在研究如何通过交叉分片来改进分片技术了,交叉分片是一种允许分片共享数据的技术。分片的主要好处是能够减少区块链的总体大小,从而可能提高网络性能。

4、替代共识算法

区块链可扩展性问题的主要原因之一是用于确认交易的工作量证明(Proof of Work)机制。这个过程需要矿工使用强大的挖矿设备来执行复杂的计算。奖励将被发送到第一个确认交易的矿工中。然而,该机制却带来了安全性和可扩展方面的挑战。首先,过多的算力可能会集中在一个或几个矿池中。此外,通过PoW确认交易通常来说都非常耗时。

然而,目前针对PoW问题的解决方案要么降低了网络的安全性,要么降低了区块链网络的去中心化。一般来说,如果区块链要变得更具可扩展性,就必须在去中心化和网络安全方面做出一些小小的牺牲。目前提出的一些解决方案是联邦系统(federated systems)和权益证明(Proof of Stake)。

5、批量支付

?“批量支付”的主要优点是通过将多笔交易合并在一笔交易中,从而减少交易记录的大小。这可以在一定程度上提高每秒的交易处理速率。

加密交易所已经将多笔交易批量处理为一笔交易。除了有助于提高TPS之外,还有助于降低交易费用。有了批量交易,你只需要支付一笔交易费用,而这笔费用可以在所有参与该批量支付的交易之间共享。然而,其工作方式也有局限性。只在从一个地址支付到多个地址时才可以使用批量交易,而不适用于由多个地址支付到一个地址的情况。因此,批量交易可以被用来支付水电费之类的费用。批量交易的另一个问题是,用户必须在一定程度上冒隐私风险。

6、互操作性

互操作性是针对区块链可扩展性问题提出的又一解决方案。目前,比特币极简主义者们对此想法持否定态度。然而,将来是否会有针对每个用例都进行了优化的区块链还很难说。相反,一些开发人员呼吁实现互操作性,允许专门的区块链执行彼此通信的任务。最重要的是,在后台解决可扩展性问题的情况下,用户体验应该保持不变。

本文为 CSDN 区块链大本营翻译,转载请注明出处,原文链接:

/hackernoon_com/scalability-problems-on-the-blockchain-eli5-ou6i322o

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