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V神祭出扩容大招,交易速度或将实现每秒100万笔,远超支付宝

虽然加密货币市场目前的市值已经超过了几千亿美元,好像除了“投机价值”,比特币以太坊这两个基于区块链技术的“最成功”应用,还无法支持现实世界的大规模交易。

比特币仅支持每秒七笔的交易量,以太坊支持每秒十几笔,这样的吞吐量根本无法跟“双十一”“双十二”购物大促期间的支付宝相比。如果想把区块链技术应用拓展到加密货币投资之外的场景,必须找到解决吞吐量扩容的方案。

从技术角度上讲,打造一个支持交易扩容的、中心化的网络不是难事。支付宝、Paypal、Visa、万事达卡都实现了这一点。难的是,在去中心化的区块链系统上实现可扩展性、去中心和安全这三方面的完美组合

以太坊创始人Vitalik Buterin就曾对区块链系统中的去中心化、可扩展性和安全性所形成的“三难困境”,给出了自己的说明。他解释说,三个方面最多只能兼顾两方面,很难实现三方的完美组合。

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如果不解决扩容问题,区块链技术真正落地的问题几乎不可能实现。不过,目前已经出现了各种各样推动区块链支持主流交易的方案。

分片时代即将到来

以太坊推出了分片技术和Plasma,分别从共识层和第二层解决可扩展性问题。正如Vitalik Buterin在2018年4月30日的推特上所暗示的“分片技术即将到来”。Vitalik指出,项目团队正在开发分片技术,并且已经取得了很多进展。

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至于分片技术到底能增加多少的交易数量,目前还不清楚。虽然有很多的猜测,但是Vitalik和一些区块链专家表示,每秒100万笔交易量(TPS)还是很有可能的。

除了以太坊,其他一些市值排名靠前的项目也希望通过分片技术为更大的可扩展性打下基础。Zilliqa在2018年4月的测试网中展示了每秒2400的吞吐量,计划在2018年三季度的某个时候发布它的主网。

分片技术,一种数据库分区方案

分片技术是一种把数据库分区的数据组织方案,它把较大的数据库分割成更小、更快、更容易管理的小部分,称为数据分片。通常情况下,对数据进行拆分整理是相对容易的。一个简单的办法,是根据地理位置将不同用户的相关信息放在不同的服务器上。

在区块链技术中实现分片技术,却要复杂得多。这是因为传统意义上的区块链要求链上所有节点包含所有的数据。这被认为是一种非常安全的模式,可以确保交易的准确验证。

分片技术的局限性

为了理解分片技术的实用性和局限性,最好要对共识算法有一个大致的了解。工作量证明(PoW)算法特别用于对安全性要求很高的地方。一般来说,对PoW的攻击成本比PoS高得多。然而,PoW的一个重大缺陷是,它的技术设计导致区块链在及时处理交易方面的效率非常低。

虽然现在还不知道分片技术能否最终和PoW兼容,不过一些项目表明,分片与PoS是可能的。这也是以太坊逐渐转型PoS共识算法的部分原因。

正如以太坊在Github文档中解释的,构建一个分区的区块链,基本上要包括几个不同级别的节点,在区块链中扮演不同的角色,从超级重量级节点到轻量节点。分片技术通过让每个节点只运行一部分数据的方式,大大缩减了完成一个交易验证的时间。但是,分片技术也增加了潜在的安全风险。另一个需要考虑的因素是,目前市场上的许多顶级区块链项目仍在使用PoW算法。对于任何项目来说,更改共识算法机制的过程都是相当困难,并且需要时间的。

其他扩容的解决方案

值得注意的是,分片技术并不是唯一解决区块链扩容的方案。此外,分片也并不意味着拒绝其他的新兴技术。大多数项目似乎都在组合运用各种可扩展性的解决方案。比特币的扩容解决方案是闪电网络,一种链下协议:允许链下进行交易,然后链上解决安全。以太坊则推出 Plasma 和 Casper,其中Plasma类似闪电网络也是一种链下协议,Casper利用分片技术增强在共识层的可扩展性。 

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其他的一些解决方案项目,虽然知名度不高,比如TrueBit、 Raiden、Counterfactual,还有bloXroute,都是很有发展前景的。

未来的分区区块链

分片技术不仅是区块链技术的进步,对加密货币的推广普及也有很大的帮助。如果实现了分片技术,区块链整个行业的格局会重新塑造。100万TPS的吞吐量加上区块链本身的安全性,很容易让加密货币支付远超过法币支付的吸引力。不过,何时实现分片、未来跨分片的内部通信,以及分区区块链的安全问题,都是未来项目团队需要解决的复杂问题。

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