區塊鏈:區塊鏈的平衡安全性、去中心化和可伸縮性

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2017年比特幣的區塊大小接近1MB，這是比特幣的一次巨大飛躍。然而，比特幣鏈仍然只允許每秒處理7個交易，遠遠供應不上需求。在當今這個依賴即時滿足的世界里，這個問題變得更加嚴峻。

盡管區塊鏈技術有著前景廣闊的影響，尤其是在金融和銀行業，但正如以太坊(ETH)聯合創始人維塔利克·布特林(VitalikButerin)所言，可擴展性三難困境是真實存在的。更準確地說，這意味著可伸縮性、安全性和去中心化這三個屬性中只有兩個可以同時實現;對其中任何一個方面的改進都會對另外兩個方面的至少一個產生負面影響。

歷史上的今天丨三星區塊鏈軟件開發工具包支持比特幣:2019年8月10日，韓國科技巨頭三星區塊鏈軟件開發工具包SDK支持比特幣，將允許用戶通過該公司支持的設備上的安全存儲硬件在應用程序中使用比特幣。除了支持比特幣，三星區塊鏈密鑰庫SDK也將支持Klaytn網絡。Klaytn是韓國最大的社交通訊公司Kakao推出的區塊鏈服務。

2019年8月10日，美國國會研究服務處發布題為“比特幣、區塊鏈和能源部門”的報告，詳細說明了國家能源部門區塊鏈的潛在用途。該報告詳細介紹了與加密貨幣采礦有關的國內和國際能源消費現狀，并探討了規范能源密集型采礦過程的可能方法，并將區塊鏈技術整合到當前的能源系統中。區塊鏈的一些潛在用例包括將公用事業賬單交易放置在智能電網上，支持電動車輛充電基礎設施以及分配能源資源。[2020/8/10]

公共區塊鏈的可擴展性對于整個行業來說至關重要。因此，全世界的區塊鏈社區和組織都在盡力創建可擴展的解決方案來支持大量的節點。許多開源區塊鏈項目都在處理這個問題。據報道，2016年GitHub上被創建了超過2.6萬個開源區塊鏈項目。然而，2017年這些項目中只有8%得到了積極維護。

南陽市局與360簽訂戰略合作協議，利用區塊鏈等技術為南陽市局提供技術支撐:5月28日，河南省南陽市局與360集團簽署戰略合作協議。本次合作，雙方將綜合利用人工智能、大數據、云計算、移動通信、IOT智能感知、區塊鏈等新技術，為南陽市局新一代一體化大數據平臺建設提供技術支撐、智力支持。（法制網）[2020/6/4]

從第0層到第一層到第二層

區塊鏈體系結構由三層組成——底層(第0層)、鏈上(第1層)和鏈外(第2層);所有這些協議都是基于OSI(開放系統互連)模型結構，從基礎協議到高級協議。

韓國金融ICT融合學會會漲“區塊鏈會引導第4產業革命”:25日在韓國首爾舉行的“2018亞洲經濟研討會”中，在“區塊鏈和虛擬貨幣所創造的未來”的環節上，韓國金融ICT融合學會會長說“第4產業革命是把萬物連接一塊，在這個過程中的最大問題是黑客入侵。區塊鏈是解決此類問題的必要條件”[2018/4/25]

第0層可以看作是區塊鏈技術的物理部分。然而，當涉及到更抽象的概念時，主要關注的是第1層，它涉及網絡、數據和激勵部分。第2層與智能合約和應用程序有關——可擴展性正式第2層所面臨的。

可擴展性解決方案——狀態通道和側鏈

殼牌：建立大宗商品貿易平臺，發掘區塊鏈技術潛力:據第一財經報道，中國最大的液化天然氣（LNG）供給商殼牌能源已經參與投資了多家公司，共同建立了大宗商品貿易平臺，以期發掘區塊鏈技術在此方面的應用前景。[2018/3/15]

找到一種可以讓可擴展性與安全、去中心化并行以緩解交易擁擠的技術是困難的。然而，這并不是不可能的。到目前為止，區塊鏈已經存在可能的解決方案，它們各自具有不同的應用程序:狀態通道和側鏈，而且兩者都需要解決與可擴展性相關的問題。

狀態通道在本地區塊鏈之外帶來了一個臨時的鏈外點對點交易路線。一旦交易在雙方之間完成或達到其到期日期，或者任何一方將數據(初始和最終事務)同步到主鏈，結果將被記錄回主區塊鏈。通過這種方式，區塊確認的過程加快了，用戶的隱私得到了很好的保護。

然而，為了避免欺騙的風險，雙方必須同時在線，這給這種特殊的擴展性解決方案帶來了不便。雖然狀態通道具有很強的隱私屬性，但從長遠來看，對所有參與者100%可用性的需求可能會被認為是一個缺點。

閃電網絡

閃電網絡是一個基于狀態通道的應用，是比特幣區塊鏈挑戰可擴展性的一種可能的解決方案。它負責從以前的層卸載和外包部分處理工作，這意味著并非所有事務都必須在本機區塊鏈上發生。礦工只需要打包并上傳閃電鏈中記錄的初始和最終交易。通過設置一個交易外鏈渠道，該解決方案意味著每秒處理多達5萬筆交易，這是比特幣區塊鏈社區最重要的功能。

閃電網絡的核心在于在交易通道打開之前創建一種加密貨幣預存。作為違約補救交易，雙方須將一定數額的硬幣轉移到定金中。但是，只有小額款項可以通過這個渠道及時轉移。交易金額越大，違約救濟交易的保證金金額越高。更重要的交易可能意味著重大損失，如果一方或雙方沒有連接到互聯網，或付款被發送到錯誤的帳戶。此外，閃電網絡的外鏈操作犧牲了與去中心化系統相關的部分安全性。

側鏈

側鏈作為一種跨鏈解決方案，本地區塊鏈(鏈a)的資產首先轉移到側鏈(鏈B)進行交易。一旦交易完成，資產將被轉移回主鏈。從而減輕了主鏈的工作量，提高了主鏈的效率，從而提高了交易速度。

但是，由于主鏈無法驗證側鏈上的所有區塊，只能通過其算法來確認和驗證交易，用戶交易的安全性難以保證——這是一個安全漏洞，可能會導致重大的經濟損失。側鏈中缺乏監管可能將打開一個缺口，危及到側鏈的區塊，并導致被攻擊。

三難困境主要來自于區塊鏈設計中不同組件的交互。比特幣開發者一直在探索第二層解決方案，比如閃電網絡，它能允許一些交易在鏈外發生；而以太坊的開發者更傾向于分片。

隨著越來越多的機構看到了這種平衡行為的動力，看到公共區塊鏈在安全、去中心化和可擴展并行的希望變得更加強大。

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