区块链可扩展性：第一层解决方案是否保持密钥？

目前，加密货币无法在任何有意义的意义上扩展。区块链技术的可扩展性 - 包括总交易量和参与处理它们的独立参与者的数量 - 是主流采用的关键障碍。在针对安全和权力下放挑战加权时尤其如此。

Visa可以处理大约每秒24,000次交易（TPS），不用说，比特币和以太坊等领导者远远没有达到这个数字。许多其他项目声称全球规模的TPS - 例如EOS或Zilliqa--但这些大多是未经测试的声明

已经提出了许多缩放方法，无论是第I层“链上”解决方案还是构建在区块链“离链”之上的第II层解决方案。关于如何最好地部署可伸缩性度量有许多不同的观点，并且许多这些对话最终因项目之间的技术复杂性或部落性而蒙上阴影。

第一层与第二

随着Lightning，Plasma，Raiden和Sprites等第二层解决方案的蓬勃发展，第一层解决方案继续在区块链的发展中发挥重要作用。

正如伦敦国王学院的助理教授，英国第一位加密货币博士所说，“区块链（与中央运营商一起）为各方提供了一种美妙的方式来验证中央运营商不会作弊。我设想了很多区块链，希望从流行的区块链中引导。我是第二层的信徒，但没有第一层就行不通。”

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​未来可能不是赢者通吃的场景，而是区块链将采用各种补充修复来大规模执行。但现在这个领域的活动非常多，有可能超越自我，看过第一层 - 无论它有多么基本。

层I解决方案将在未来发挥什么作用？正如所看到的那样，“Lightning，Raiden，Sprites，Pisa，Perun，Counterfactual，Plasma等第二层协议应被视为'乐观协议'。如果每个人都合作（或者在等离子的情况下;如果中央运营商合作），那么一切都可以在感兴趣的各方之间本地执行，而不是每个交易都需要发送到网络。”

该声明中隐含的乐观取决于每个人是否合作，麦科里承认，这可能并非如此。“但是，如果一方不合作，”他说，“那么在第二层解决方案中执行的应用程序（即支付，游戏等）必须诉诸区块链。因此，第二层最终受到第一层的可扩展性的限制 - 所以它们必须并行解决。”

寻求吞吐量

比特币的TPS不断变化。然而，在目前的形式中，网络不支持超过7 TPS，并且以太网在14 TPS时不会好得多。如果最终要建立一个分散的全球金融体系，那么弄清楚如何显着增加这些数字显然至关重要。

“一种方法是增加比特币和以太坊的块大小，但这还不够好，”McCorry说。“在规模上，一旦在网络上传播一个块比创建一个块需要更长的时间，这将简单地分解。

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“相反，都需要新的区块链和共识协议，可以加快'确认'一个块所需的时间，还需要评估简单的问题，比如一次确认一个块或块的分支更有效吗？ ”。还有其他一些基本问题需要考虑 - 每个对等体是否应验证网络上的每个事务，或者是否可以分发验证工作（例如）？

多种解决方案

好消息是，技术领域一些最聪明的人正在研究区块链可扩展性三难问题 - 如何平衡扩展解决方案与安全性和分散性考虑。

文献里所说的，区块链缩放的一个主要思想就是分片的概念：不同的节点子集处理区块链的不同部分，从而减少了每个节点的工作量。

分片不是一个新概念，但是分割数据以减少区块链节点必须存储和处理的数量是它的新应用。

拆分

虽然可扩展性瓶颈似乎是一个严重的存在威胁，但以太坊已显示出成为功能性，开源，真正分散的系统的潜力。目前正在以各种新颖的形式探索Sharding。也许最值得注意的是以太坊基金会开发人员和Casper协议升级背后的思想之一Vlad Zamfir，他认为分片是唯一真正的区块链扩展解决方案。

当然，以太坊从多个角度解决可扩展性问题 - 长期讨论的向股权证明（Beacon Chain，Casper FFG），等离子，等离子现金，状态渠道和eWASM的转变都会浮现在脑海中。特别是，PoS的共识可以通过简化验证谁拥有最大赌注和最大散列能力所需的过程，使区块链更快。

OmniLedger

另一个最近推出的解决方案是OmniLedger，一个安全的，横向扩展的分散式分类帐。OmniLedger声称是第一个实现“签证级”吞吐量以及延迟几秒钟的吞吐量之一，同时保留完全分散和防御拜占庭对手。

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OmniLedger通过使用他们的语言“将状态分成多个分片并使用分布式随机性安全地分配验证器来实现这一点。”为了保持分片之间的一致性，OmniLedger建议验证器使用新颖的并行一致性算法和原子提交。

Chainspace

Chainspace由标题为“全球范围内的分散式基础设施”运行，由Mustafa Al-Bassam和伦敦大学学院的研究团队开发。他们的创建是一个分散的平台，支持智能合约并在其对象上执行用户提供的事务。

Chainspace以一种新的方式接近可扩展性 - 它通过快速的两阶段Sharded Byzantine Atomic Commit协议（S-BAC）提供“高吞吐量和低延迟，这是一种分布式提交协议，以保证一致性。”它还具有无领导的共识协议，为每个分片中的操作提供快速终结。

Polyshard

Polyshard由Mingchao Yu和南加州大学的研究团队创建，是区块链中编码存储和计算的新协议。用他们的话来说，“Polyshard是一种多项式编码的分片方案，可以实现存储效率，系统吞吐量以及信任的信息理论上限，从而实现真正可扩展的系统。”

“许多分片提案在效率扩展方面失败，因为它们在信任上妥协。”

结论

区块链安全咨询公司 曲速未来 观点：许多区块链无法扩展的原因是存储和计算方法的关键支持涉及完全复制，这意味着每个网络节点必须存储整个区块链并复制所有计算。虽然这使比特币等高度安全，但它也是当前可扩展性困境的原因。

对于当前这一代区块链来说，缩放可能是最大的挑战，尽管过去几年大肆宣传，但还需要更多的时间来消除皱纹并让其中一些解决方案成熟。