比特幣:區塊鏈擴容之路為何這樣難？簡析三種主要的擴容方法

如何對區塊鏈進行擴容，使其每秒可以處理數百甚至數千筆交易，同時又不影響其去中心化特征？這一問題不僅讓加密領域中一些最聰明的人夜不能寐，也讓一些更狂熱的加密貨幣派系多年來頻頻發生口水戰。

在這篇關于區塊鏈擴容的入門文章中，news.Bitcoin.com對三個著名的加密貨幣項目——比特幣(BitcoinCore)、比特幣現金(BitcoinCash)和Zilliqa——所采用的非常不同的擴容方法進行了闡述。

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擴容簡史

事實上，在不影響去中心化的前提下提高交易吞吐量有一定的難度。在比特幣的早期，人們很少討論擴容問題，因為這根本不是一個問題。當時比特幣每秒交易處理量(TPS)很低，交易費用也很低。比特幣還有更重要的問題需要解決，比如修復關鍵的漏洞，以及創建一個生態系統，支持活躍的用戶社區，確保比特幣能夠存活足夠長的時間以實現規模化。這并不是說擴容從來沒有被提起過；事實上，這個話題在Bitcointalk論壇、IRC聊天和電子郵件中被討論過很多次，但都不是作為一個迫在眉睫的問題來討論的。

日本瑞穗銀行和支付巨頭JCB將試行區塊鏈數字身份系統:10月19日消息，日本第三大銀行瑞穗銀行（Mizuho bank）和日本支付巨頭JCB正準備試行一種基于區塊鏈技術的數字身份互操作性系統。新系統將采用富士通實驗室開發的區塊鏈解決方案。（Cointelegraph）[2020/10/19]

例如，在發給Bitcoinj開發人員MikeHearn的一封電子郵件中，中本聰提出了一種支付渠道的想法，其中“交易各方可以一致同意不斷更新交易數據，只有最終結果才會被網絡記錄下來”。閃電網絡的支持者抓住了這一點，將其作為中本聰設想的基于比特幣協議的第二層解決方案的證據。然而，考慮到中本聰已“消失”近9年，我們不可能肯定地說，他對沿著這些方法擴容比特幣的愿景是什么。

然而，值得注意的一點是，比特幣在最初啟動時沒有區塊大小限制。一年后，中本聰引入了一個1MB的區塊大小限制來防止垃圾交易攻擊。很明顯，比特幣的創造者設想了未來比特幣網絡可以引入更大的區塊，他在2010年10月寫道，更大的區塊“可以分階段引入，比如：如果（區塊數量>115000，則最大區塊規模=更大的限制”因此，比特幣(第二層/LN)和BCH(更大的區塊)所采用的擴容方法的支持者都可以聲稱自己的解決方案符合中本聰的早期愿景。在了解了一種非常不同的區塊鏈擴容方法之后，我們將很快研究每種方法的優缺點。

中國移動董事長：加快推進5G、區塊鏈等新型信息基礎設施開工建設:中國移動黨組書記、董事長楊杰在世界電信和信息社會日致辭中表示，中國移動將加快推進5G、數據中心、物聯網、工業互聯網、人工智能、云計算、區塊鏈等新型信息基礎設施開工建設，力爭提前完成年內5G基站達到30萬個的目標。（新浪科技）[2020/5/15]

分片解決方案

如果將更大的區塊比作構建一個更大的工廠，那么分片就類似于在該工廠內創建一條裝配線，這樣每個工人(礦工)都會分配一個專門的任務，即驗證區塊的一部分，而不是整個區塊。Zilliqa是一個以推行這種擴容技術而聞名的加密網絡，其創始人在2016年發表了一篇關于將分片引入公共區塊鏈的可行性的論文。通過將交易驗證過程拆分為多個部分(或碎片)，可以顯著提高吞吐量，從而實現更高的TPS。

江蘇將圍繞區塊鏈等領域 部署關鍵核心技術的研發項目:金色財經消息，江蘇省科技廳發文稱，將推出18項舉措，制定“關于促進高新技術產業開發區高質量發展的意見”，引導鼓勵高新區在科技戰“疫”中展現出“高科新”的硬實力。

在培育壯大經濟發展新動能方面，圍繞人工智能、區塊鏈、5G等領域，超前部署一批關鍵核心技術研發項目，組織實施一批重大科技示范工程，加快推進在線消費、醫療健康、互聯網教育等領域新技術、新產品、新服務的商業化和落地實施，努力培育更多新的經濟增長點。[2020/4/25]

Zilliqa在最近的測試網絡中使用2400個節點，其聲稱記錄的吞吐量達到了約2800tx/s。當被問及將分片技術應用于基于UTXO的區塊鏈的可行性時，Zilliqa的首席科學官AmritKumar告訴news.Bitcoin.com：“分片技術確實可以用于UTXO鏈。事實上，已經有一些學術著作專門研究了基于UTXO鏈的分片技術。”分片將在以太坊的擴容戰略中發揮關鍵作用。盡管這種方法能夠顯著提高吞吐量，但它也有弊端，我們將很快對此進行研究，但首先，讓我們回到比特幣因擴容理念不同而導致的激烈分叉事件中來。

動態 | VeChain計劃將區塊鏈技術應用于疫苗追蹤:據納斯達克官方消息，VeChain近日宣布計劃提供基于區塊鏈技術的疫苗追蹤解決方案。此前曾在博客上發文表示，將使用“高度敏感的物聯網設備”在疫苗生產過程中記錄數據，然后將這些數據存儲在VeChain的企業區塊鏈VeChainThor上。VeChain目前正在與挪威技術服務企業DNV GL合作開發該解決方案。[2018/8/17]

比特幣擴容之爭

正如AaronvanWirdum在《通往隔離驗證的漫漫長路》(TheLongRoadtoSegwit)一文中所寫的那樣：

“從技術上講，自2010年10月以來，區塊大小限制這個問題就一直在凸顯，更具體地說，自2013年2月以來，這個問題開始被公開討論，到2015年春天，這個問題終于爆發了。”在這場爭論中，GavinAndresen和MikeHearn等開發人員贊成將比特幣的區塊規模擴容至1MB以上，而忠于Blockstream的BitcoinCore開發人員則贊成保留1MB的限制，并提出通過其他方式進行擴容。最初，這是通過隔離驗證來實現的，它減少了每個交易的平均大小，但最終的方案將是使用第二層解決方案閃電網絡，其中多個交易發生在鏈下，只有初始和最終的交易進行鏈上記錄。

動態 | 香港七家銀行推貿易融資區塊鏈平臺:據經濟觀察網消息，香港七家銀行正著手共同推進一個名為香港貿易融資區塊鏈平臺的研發和推出，他們分別是澳新銀行、中國銀行（香港）、東亞銀行、星展銀行、恒生銀行、香港上海匯豐銀行和渣打銀行（香港）。由香港金融管理局（下稱“金管局”）牽頭，并找了旗下的一家名為香港貿易融資平臺的公司承擔平臺的招標和運營工作，七家銀行則負責出錢。[2018/8/6]

由于其復雜性，閃電網絡的開發一直受到重復延遲和用戶體驗問題的困擾，而且網絡還沒有完全準備好。然而，該網絡在2019年一直在穩步增長，目前擁有近1100BTC的容量，超過8300個節點和3.8萬多個通道。LN的優勢包括可以立即結算交易，交易費用微不足道。不過，閃電網絡也有一些批評者，他們對其復雜性和對流動性提供者的依賴提出了質疑，而流動性提供者的各種意圖和目的使網絡成為一個相對中心化和受托管的解決方案。

鏈上擴容

許多認為應該在鏈上解決擴容問題的人已經轉向比特幣現金，比特幣現金即將迎來兩周年生日。礦工們毫無困難地處理8MB大小區塊，而且費用仍然很低，使得BCH的發送價格不到一美分。大區塊擴容方法的批評人士往往抓住兩個攻擊點：大區塊在網絡中傳播需要更長時間，而在未來幾年，當區塊獎勵減少時，交易費用將不足以激勵礦工來維護網絡安全。

大區塊的支持者聲稱，不斷提高的數據存儲成本和下載速度可以否定第一個批評，而區塊獎勵的減少可以在未來得到解決。至少在這個時候，比特幣現金正按照其支持者的設想發揮作用。然而，由于根深蒂固的分歧和持續不斷的批評聲音，鏈上和鏈下擴容方案的支持者們很可能永遠不會意見一致。雙方的分歧很大，推特上比特幣和比特幣現金的支持者們無時無刻不在進行“交火”。

區塊鏈擴容的未來

雖然大區塊和閃電網絡被視為擴展比特幣的第二選擇，但它們實際上只是目前BCH和BTC分別看重的兩種主流方法。實際上，還有許多其他提高吞吐量的提議，包括側鏈，它可以減輕網絡的壓力，而無需切換到類似于閃電網絡的托管解決方案。

例如，盡管分片與所謂的第二代區塊鏈相關，但其對于諸如比特幣和比特幣現金等基于UTXO的區塊鏈也是可行的。然而，它也有必須加以調整的缺點。正如Zilliqa的AmritKumar所解釋的那樣：

“在非分片網絡中，每個節點獨立驗證每筆交易。但是，在分片網絡中，只有網絡的一個子集驗證每筆交易。所以，從理論上講，你得到的安全保障確實稍微弱一些。然而在實踐中，如果分片大小(每個分片中的節點數量)足夠大(比如600個左右)，并且從初始網絡中隨機選擇，那么分片中發生任何不好事情的可能性就會非常小。”盡管不同的區塊鏈在如何實現高吞吐量方面有著不同的愿景，但項目之間的差異卻在增加。從比特幣最初誕生到現在，已經產生了成千上萬個加密網絡，每個網絡都在堅持不懈地追求自己的擴容路徑。

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