可扩展性、分散性和安全性

当比特币的平均交易费用稳步上升时,人们对比特币的规模能力提出了质疑。同样的,当CryptoKitties病毒般获得成功,它减慢了整个以太网络的速度时,以太坊的可扩展性问题也变得迫在眉睫。在区块链体系结构的环境中,可以将扩展性与分散性和安全性一起考虑,形成Vitalik Buterin所说的“可扩展性三大难题”。

可扩展性三大难题指出区块链系统只能拥有以下两个属性:

分散性是这个群体大多数人赖以建立的核心要素。分散型使人们能够不比接受审查,任何人都可以公平地参与到这个分散的生态系统中。

可扩展性关乎在给定网络上处理交易的能力。如果公共区块链要为大众所用,那么它们必须能够处理数百万用户同时在线的情况。

安全性与分类账的不变性和它抵抗攻击的能力有关,例如51%攻击、Sybil攻击、DDoS攻击等。

目前,比特币(Bitcoin)和以太坊 (Ethereum)等区块链的设计注重分散化和安全性。但是,这是以牺牲可扩展性为代价的,因为这两个区块链的交易处理时间都非常慢。这样做的原因是,在处理交易之前,这些区块链上的所有完整节点必须达成一致。

以太坊每秒能处理约15笔交易,而比特币每秒只能处理约7笔交易。但与支付服务VISA相比,这两个数字都相形见绌。VISA每秒可处理多达2.4万笔交易。即使是解决了区块链的可扩展性问题,最后还是会受到可扩展性三难问题的影响。

区块的规模增加

有个解决方案假定增加区块的规模将以增加它的扩展性。其理由是,通过增加区块的规模,单个块可以容纳更多的交易,从而可以处理更多的交易,从而增加每秒可以处理的交易数量。然而,该解决方案的局限性在于,它最终会导致网络上节点的集中化。

增加块规模需要节点拥有更好的计算能力来处理事务。这最终可能会导致这样一种情况,即网络由少数超级计算机有效维护,只有这些超级计算机才能处理每个块激增的交易所需的处理能力。

Altcoin

另一种解决方案是完全放弃只存在一个区块链的想法,所有的交易不限定于在一个区块链上进行。相反,这个解决方案接受了多种加密货币,它们都拥有自己的区块链,可以很容易地进行交易。在不同的区块链上减少用户活动,这应该需要一个可扩展的生态系统。但是,由分布的更为广泛,那么在给定区块链上,可进行操作的节点就更少,这实际上可能会导致区块链变得更不安全,因为它们更容易受到坏人的攻击。

扩展解决方案和未来

尽管实现可扩展性给前进的道路带来了障碍,但寻找潜在的解决方案并没有停止。例如,Ethereum项目正在寻找第二层扩展解决方案,如sharding和plasma,来解决Ethereum的扩展问题。一旦成功地实现其中一个扩展方案,这将使Ethereum虚拟机和其他包含Ethereum的技术能够更有效地发挥作用。

当然,比特币的闪电网络是另一个备受期待的扩展解决方案,有望提高比特币网络的交易能力。总而言之,解决可扩展性问题是一项具有挑战性的任务,需要花费大量的时间才能解决,这个群体决定,如何在未来解决如此重大的问题,这个想想都会让人觉得非常兴奋。

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