赠书 | 要解决区块链的可扩展性问题，有哪些可行的方法？

作者 |  Tanvir Zafar

译者 | 火火酱，责编 | Carol

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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：

https://hackernoon.com/scalability-problems-on-the-blockchain-eli5-ou6i322o

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