淺談區塊鏈幾種常見的擴容方式

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區塊鏈技術中常見的擴容方案都有哪些?讓我們來了解一下鏈上擴容和鏈下擴容那些行之有效的方法吧!區塊鏈裡有一個不可能三角:去中心化、安全性、可拓展性無法同時滿足。目前區塊鏈基礎設施存在可拓展性問題,無法滿足大規模應用的需求。同時資源瓶頸決定了公鏈的效能上線,與鏈上共識機制、資料結構等無關。這也導致區塊鏈的基礎設定無法無法滿足大規模的應用的需求,限制了區塊鏈行業的發展。

人們開始研究如何實現區塊鏈擴容,拓展公鏈的效能。常見的擴容方案有如下幾種:

鏈上擴容

1.增加區塊鏈容量
比特幣一個區塊容量大小為1M,每秒最多支援7筆交易,以太坊每秒也只有10幾筆,EOS號稱要實現百萬級的TPS,目前也只有4000左右。這個和visa過萬支付寶幾十萬的TPS相比還相差甚遠。所以有人提出增加區塊的容量,比如將比特幣現在的1M擴容到2M、8M等,透過擴容來提升公鏈效能。但不足的地方在於分叉率提高,可能還會導致空塊。

2.隔離見證
隔離見證是由比特幣長期團隊開發的對於Bitcoin Core的擬議更新,將非必要簽名資訊移除區塊,使得區塊容量降低一半。但即使這樣,效能只提升一倍,提升幅度有限。

3.更改共識機制
在POW共識之後,提出了PoS、DPoS等多種共識演算法。相比POW,PoS和DPoS機制沒有大量能源的消耗,效能也得到了顯著提升,但這是犧牲了去中心化為代價的,現階段還未出現完美解決三元悖論的共識演算法。

4.DAG技術
稱為:有向無環圖,將原始的鏈式結構改為網狀結構,大幅提升併發效能。像IOTA就是採用DAG技術,並非區塊鏈,也引起了一波熱炒,不過現在也還沒有實地的技術落地應用出來。安全性和一致性上還未得到充分的驗證。

5.分片技術
分片技術將全網的工作量分配到各個分片中並行處理,改變網路驗證的方式來增加吞吐量。不過分片技術的開發難度大,狀態分片需要克服諸多挑戰。

鏈下擴容

1.狀態通道
狀態通道是透過在不同使用者之間或使用者和服務之間建立一個雙向通道,為不同實體之間提供狀態維護服務。它允許把區塊鏈上的許多操作在鏈外進行管理,等完成鏈外操作後多方簽名確認後,才將最終結果上鍊。

我們用銀行和餘額寶的例子來講解一下狀態通道,首先我們把銀行比作區塊鏈,我們把部分的錢從銀行存到餘額寶中,用餘額寶進行小額交易,當我們想提現時,直接從餘額寶提現至銀行卡即可。狀態通道對應餘額寶,當有一方要關閉狀態通道時,相當於提現操作,餘額寶中儲存了當前賬戶的狀態,關閉狀態通道時將狀態更新至鏈上,相當於更新銀行賬戶狀態。

2.側鏈
側鏈技術是一種分開獨立的區塊鏈,其會使用一個雙向錨定來依附於主鏈。你可以將資產移動到側鏈上,也可以轉移回主鏈。這種雙向錨定可以在主鏈和側鏈之間按照預先設定的速率進行資產的內部交換。初始的區塊鏈通常代表著主鏈,而且所有新增的區塊鏈都被定義為側鏈。

3.跨鏈
跨鏈就是資訊從一條鏈到另外一條鏈,區塊鏈之間互通性極大程度的限制了區塊鏈的應用空間。不論對於公有鏈還是私有鏈來看,跨鏈技術就是實現價值網際網路的關鍵,它是把區塊鏈從分散的孤島中拯救出來的良藥,是區塊鏈向外拓展和連線的橋樑。

4.鏈下計算
就是將複雜的任務放到鏈下處理,再將結果返回鏈上。以太坊聲稱要做計算機,EOS 要做全球作業系統,但無論是做計算機還是做作業系統都得正視計算這個問題,鏈上計算的開銷是非常大的,鏈上每一個 EVM 的 Code 計算需要全球計算機都算一遍,才能得出結果,所以有人做了這麼一個計算的擴充套件,在鏈外做計算。

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