可解决区块链可伸缩性问题的两种方法

可伸缩性是区块链面临的最常见的挑战。本文评估了当前出现的解决方案的缺点，并探讨了一些替代方案。

在基础层上的扩展会威胁到区块链的核心价值：分散、安全、速度——什么是可伸缩性？

可伸缩性是指在一系列功能中增加计算过程的能力。对于区块链来说，最常被讨论的伸缩挑战是增加事务吞吐量，或者在区块链上执行的事务数量。在公共区块链的情况下，这通常被认为是一个基础层或“第1层”问题。

有两种考虑第1层可伸缩性的方法：

•水平可伸缩性：指向网络中添加更多节点来处理日益增多的任务

•纵向可伸缩性：指在网络中增加更多的电力来处理日益增加的任务

第1层可伸缩性解决方案的限制

对于可伸缩性来说，这两种类型的层1解决方案都存在问题。水平可伸缩性的问题在于，在公共区块链中，网络中的每个节点都验证和更新分类帐。因为每一个事务都需要由每个节点来处理，所以传统的水平可伸缩性没有带来任何好处。在网络中添加更多的节点并不会使它更快。这就是为什么大多数区块链项目的目标是垂直扩展。这通常涉及到增加块大小，这要求每个节点都做更多的工作。现在，几个区块链可以使用这种方法每秒处理数千个事务。

然而，通过更大的块来提高可伸缩性也有缺点。它需要网络中节点的更多工作，这意味着更弱的计算机（大多数个人设备）可能无法在网络中运行。因此，垂直的可伸缩性会导致更少的验证节点，这意味着更集中的挖掘和更强大的节点操作符。

第1层可伸缩性的权衡

垂直层1的可伸缩性解决方案牺牲了区块链技术的三个核心租户中的两个：分散、安全和速度。从本质上说，不可能在基础层上进行扩展，并将三者结合在一起。增加块大小会导致完整节点的硬件需求上升。这意味着更少的计算机将强大到足以参与到网络中。这样做的问题是，当区块链有更多的验证器节点时，区块链更加分散和安全。验证器节点越少，集中化和不安全就越大。

以下列区块链为例：

·比特币是安全的、分散的，但不是快速的。

·XRP速度很快，但不太安全，而且在去中心化方面也很有限。

·EOS也不是分散的，也不太安全，但速度很快。

·以太坊是安全的，分散的，但不是快速的。

一些项目选择牺牲安全性和分散性，以支持高交易吞吐量。EOS只有21个验证器节点，它可以每秒处理数百个事务。它是去中心化和安全的吗？与比特币或以太坊相比，这是不可能的。

还有其他的选择吗？

层2解决方案是可伸缩性的另一种选择。这些都是建立在一个安全的基础层区块链之上的。它们可以在不影响安全性的情况下实现高吞吐量。如何？请记住，层1伸缩解决方案减少了安全性并增加了集中化，因为它们限制了网络中节点的数量。这就是为什么基础层扩展是一种糟糕的方法。

相反，层2解决方案只留下基础层（例如，比特币和以太坊），并在上面构建协议。这些只是稍微不那么安全，但能提供更高的吞吐量。重要的是要记住，维护一个安全的基础层对于第二层解决方案是至关重要的。您可以在一个安全的基础层之上构建一个不安全的或安全的层，但是您不能在不安全的基础之上构建一个安全层。

第二层解决方案可以扩展公共区块链的有用性，让交互发生在需要的时候，仍然可以追溯到可靠的基础层。需要高吞吐量的应用程序可以使用第二层解决方案，同时还能从安全的基础层中获益。第二层伸缩解决方案的例子是比特币的闪电网络、Loom Network， Raiden， 和以太坊的Plasma Cash。

第二层解决方案的潜力

上面提到的第二层解决方案的一个共同点是，他们使用公共区块链提供的确定性作为系统的基础，以扩展区块链应用程序的有用性。这些解决方案使底层区块链更适合于各种各样的应用程序，同时仍然保持着分散和安全的核心价值。

整个比例问题是有争议的，在这个问题上有很多不同的观点。你的想法是什么？