区块链的TPS

众所周知，比特币每秒只能进行大约7笔交易，以太坊稍微好一些，也就10-20笔。作为一个支付系统，这是远远远远不够的，经常也有人拿这点来说事，认为区块链效率低云云。

其实现在有很多的方案在试图解决TPS的问题，比如说fabric可以到数千的TPS，石墨烯系列可以到上万的TPS，比特币和以太坊的Off-chain方案理论上支持无限的TPS。那么是不是说这些新的技术才是区块链的未来呢？这个问题总是很难回答，要说一大堆共识，分布式，安全之类的事情。

过年期间看了BM的一个访谈，他提到了VB的一个理论，Scalability，Decentralization和Security在区块链中不能兼顾，类似于分布式系统里面的CAP理论。

我发现这个理论用来解释区块链技术真是简单粗暴而有效。

比如说：联盟链通过准入机制，控制了验证节点的数量，通过牺牲Decentralization提升了Scalability；石墨烯系列的DPOS，RippleNet的共识也是同理；比特币通过提高每个区块的容量，也可以达到扩容的目的，但结果是对矿机提出了更高的要求，形成自然的准入门槛，实际上也是牺牲了Decentralization；比特币和以太坊挖矿难度都可以调整，降低挖矿难度实际上也可以提升Scalability，但付出的代价是抗攻击能力下降了，牺牲的是Security。

但这个理论放在off-chain类型的方案上就失效了，比如说闪电网络（雷电网络），以太坊的plasma还有R3 Corda（这个比较特殊，直接把链都省了）。对off-chain方案原理感兴趣的童鞋移步这里，http://www.8btc.com/ln-rn-corda。大致方案就是交易双方锁定准备金，把海量的交易打包以后上链，链上只保存交易的最终结果。通过智能合约和线下的多重签名机制，作弊方将会被罚没准备金。

Off-chain方案看上去很完美，保证Decentralization和Security，同时无限扩展。

但天下没有免费的午餐，我们以闪电网络为例（事实上plasma我还没完全理解），至少它有下面几个缺点：

1.闪电网络中锁定的比特币只能用在闪电网络中，只有交易通道关闭的时候才能真正成为链上承认的货币，这在理论上会出现类似银行挤兑的情况。如果大家对闪电网络失去信心，集中关闭通道，会拖垮比特币网络。但，这个似乎也不是很大的问题，只要闪电网络没有爆出什么漏洞，比如说签名算法被攻破之类的。

2.交易是在链外执行，链上无法验证提交的交易是否最新版本，虽然脚本保证了提交旧版本交易的攻击者有被罚没准备金的风险，但前提是要防御者监控网络并提交更新版本交易的证据。也就是说从原来比特币的被动防御（私钥不丢失就能保证资金安全）转变成主动防御。从这个角度看也算是降低了Security吧。这个主动防御的操作交给用户也不太现实，最终必然会衍生出一些服务公司，代替用户保存链外交易凭证，并防止作弊。某种意义上面又从“去中介化的信任”转变为需要信任中介了。这个角度看，似乎也是牺牲了Decentralization。

3.闪电网络中只有保存最终的资金状态保存，中间的交易细节全部被忽略，支持者认为是保护了用户的隐私，反对者认为是损失了交易数据。

4.因为通道需要准备金维持，不可能任意两个用户间都存在交易通道，用户之间转账可以通过中转的方法，最终很可能会有大资金形成中心化的中转节点。