區塊鏈最大的難題和不同解決方案的剖析_比特幣

編者按：本文來自巴比特，星球日報經授權轉載。目前區塊鏈平臺最大的問題，可以用一個簡單的類比來說明：二十一世紀初，互聯網的速度非常緩慢。當時如果你有一個博客，用戶要訪問它既費時又費錢。人們注意到這個問題，但同時也認識到了互聯網的用處。為了解決此問題，很多人努力改進互聯網的基礎設施和設計。與此同時，人們還構建了更強大的硬件來運行這些互聯網的設施。由于這些改進，互聯網變得更快，訪問成本變得更低。以前，開發人員們只能創建單個網頁。但現在，開發者可以在改進的基礎設施上建立像臉譜網、谷歌和Twitter這樣的網站。所有這些都是可能的，因為互聯網的速度和容量得到了極大提升。區塊鏈技術也面臨著類似的問題——緩慢而昂貴。許多區塊鏈公司都致力于構建可擴容的基礎設施，從而使區塊鏈平臺在未來成為主流。一旦那一天到來，人們不僅可以使用區塊鏈進行支付，還可以在其之上構建類似于谷歌和臉書的應用程序。區塊鏈和擴容能力問題

陜西2020年科技工作要點：在區塊鏈等前沿領域配置科技創新資源:陜西省委科技工委、省科技廳印發2020年科技工作要點。其中提到，要超前部署高新技術研發，在大數據云計算、人工智能、區塊鏈、物聯網等可能孕育重大突破的新興、交叉、前沿領域，布局配置科技創新資源，推動技術創新與產業應用、實體經濟深度融合，努力培育經濟新業態，壯大新動能。（界面新聞）[2020/3/16]

現在假設你在同一個火車站，但這次還有另外一百人個想坐這列火車。火車來了，售票員看了看人群，說：“付錢最多的10個人可以上火車。”你因為趕時間，所以你就付了一大筆錢買票上火車。由于區塊鏈平臺的吞吐量低，交易費用不斷上升。例如，一筆10美元的交易在擁擠的區塊鏈平臺上很可能需要支付2美元的交易費用。因此，緩慢和高成本是互聯網上的主流交易往區塊鏈平臺上遷移的巨大障礙。提升擴容能力

動態 | 浙商銀行上海分行運用區塊鏈技術解決應收賬款登記、確權等難題:據經濟參考報消息，浙商銀行上海分行針對民營企業經營中應收賬款占壓比重較高的結構性堵點，運用區塊鏈技術解決應收賬款登記、確權等難題，把企業應收賬款轉化為電子支付結算和融資工具，幫助上下游中小企業盤活應收賬款，解決民企融資難題。[2019/4/9]

為了提升區塊鏈平臺的主流接受度，這些平臺需要進行擴容。區塊鏈公司們為此提出了幾種解決方案。1.增加區塊大小

第一種最直接的方法是增加區塊大小。回到火車類比，這意味著將火車的容量從10人增加到20人。這樣，火車就可以在特定時間內運送更多的乘客，減少車站的擁擠。比特幣當前的區塊大小1MB，提高到2MB可以使其每秒處理量增加一倍。區塊越大，每秒處理量就越高。但這在實踐中是有問題的，假設你將塊大小從1MB增加到1GB，當你創建塊時，必須將其傳送給網絡中的其他人，而網絡無法快速處理龐大的文件。就像你使用電子郵件，當你上傳一個大文件時，郵箱會不接受。這就是增加區塊大小的毛病，不能超越某個臨界點，所以這種解決方案的能力是有限的。2.鏈下解決方案

動態 | HTC區塊鏈手機或將無緣中國大陸地區:據鞭牛士消息，近日HTC的項目主管Phil Chen接受外媒采訪時透露，HTC區塊鏈手機將在全球范圍內發售，但中國大陸市場可能無緣。據悉，該手機擁有自己的密鑰，可充當數字錢包來存放比特幣和以太幣。它還支持“去中心化應用”，支持區塊鏈游戲《迷戀貓》，價格方面，售價將超過999美元，約合人民幣6690元。[2018/7/13]

第二種可能性是鏈下解決方案，比如比特幣的閃電網絡，以太坊的雷電網絡，和Neo的本體網絡。在當前的情況下，每次交易處理，都必須得到網絡中每個節點的驗證。例如，你想在一個月時間里每天從一個特定的咖啡店買一杯咖啡，咖啡的價格是1美元，但在網絡上每天交易1美元是非常昂貴的，你不想為1美元的交易而擁擠整個網絡。因此你和咖啡館老板簽了一個合同。合同規定，你每天都要付象征1美元的通證作為咖啡費。你向網絡發送一筆交易來標記合同的開始，30天后再發送一筆交易來標志該合同的結束，合同結束后，咖啡館老板可以在網絡上把這30個通證交換為30美元。因為這些是在區塊鏈網絡之外發生的私人協議，所以它們被稱為鏈下解決方案。這種交易系統的缺點是，整個過程都集中在托管這些鏈下交易的服務器上，這些鏈下網絡也是黑箱，其透明性和安全性是值得懷疑的。3.代理共識協議

現場 | Charles Mok：區塊鏈可促進兩岸經貿合作:金色財經7月2日現場報道，在臺北舉辦的2108亞洲區塊鏈峰會（ABS）上，香港特別行政區立法會成員Charles Mok指出，目前香港已經與新加坡合作構建了區塊鏈貿易的融資平臺，臺灣地區與大陸的聯結也可以借鑒類似的模式，促進海峽兩岸經貿合作。Charles Mok在談及香港特區政府對于區塊鏈的政策時表示，加密貨幣如果定義為證券，要按照證券的法律進行嚴格的管理，在證券的定義上香港法律已經非常成熟。總體來講香港希望主管單位的規范管理下，跟業界加強溝通合作，創造自由發展環境，針對發展情況制定監管政策。[2018/7/2]

目前區塊鏈網絡上的處理速度是非常慢的，因為網絡中的每個節點都必須參與處理。如果網絡中有一千個節點，那么一千個節點都必須參與處理網絡中的每筆交易。如果一個社區里有1000個人，每個人都必須達成一致，過程不僅漫長，而且會非常混亂。相反，如果你從社區中選出10名代表，任命他們為社區的管理員，讓這10個人投票，達成共識會更快和更容易。類似的，您可以委托一組節點來運行協議并在事務上達成一致，代理節點的共識將代表社區的共識。大多數可擴容的區塊鏈項目都采用這種協議。為了進入治理聯盟，社區成員必須登記興趣并通過測試。如果他們成功通過，將被授予加入治理聯盟的權證并運行共識協議。4.分片技術

Overstock旗下風投向區塊鏈公司投資300萬美元:總部位于巴巴多斯的區塊鏈初創公司Bitt宣布，該公司獲得電子商務巨頭Overstock旗下風投機構Medici Ventures投資的300萬美元。Bitt的首席執行官Rawdon Adams表示，該資金將用于推進新的加密錢包和中央銀行加密貨幣解決方案，以及雇傭更多的開發人員來支持產品的增長。據悉，Bitt在2016年初推出了一款基于區塊鏈的加密錢包，目的是為欠缺銀行的居民提供服務。[2018/3/9]

分片技術是一種把網絡分割成碎片的鏈上擴容方案，但分片不是數據庫領域中的新概念。分片技術將大型數據庫分成更小、更快、更易于管理的部分，稱為數據碎片。為了展示它的工作原理，現在假設你有一個包含五個步驟的問題。

想象你在一個班級里有10個學生可以幫你這個問題，而且這個問題可以分成5個并行的步驟。于是你把班級分成5組，每組兩人，每組解決一個子任務。

如果把比特幣網絡比作一個教室，學生們必須自己解決每一步的問題，這要花費長得多的時間，而且每個參與者的負擔也要大得多。但是使用網絡分片技術，如果你有10000個節點，通過工作量證明過程，它們將被隨機分為10組，每個組被稱為一個分片。每個分片處理一組不同的數據，并得出小組內一致同意的答案。然后，各分片將這些數據的摘要報告提交給一個名為目錄服務委員會的分片，由它來統籌不同分片的數據摘要，并將它們組合起來形成一個更大的數據集，稱為最終區塊，最終區塊的數據又會被返回所有分片。從上面的分析可以看到，分片技術是一種去中心化的、安全的鏈上擴容方案，具有線性的擴容能力——也就是說，節點越多，得到的吞吐量就越大。分片技術有兩種類型：網絡分片和狀態分片，以太坊正在開發的技術是狀態分片。兩種技術的不同之處在于，在網絡分片中，不是每個節點都必須處理每條信息，但是每個節點都必須存儲網絡中其它分片的信息；如果使用狀態分片，每個節點都只存儲它們自己處理過的信息子集，雖然這減少了每個節點的負擔，但分片之間的互通會變得復雜。分片技術的缺點是設計和部署的復雜性

部署一個簡單版本的分片很容易，但是要正確且安全地運行很難，這就是為什么現在很少的團隊研究它。與最簡單的解決方案相比較，增加區塊容量只需調整一個參數——區塊大小，然后吞吐量就增加了。但是當引入分片技術時，需要考慮的事情就非常多。如何合理地劃分小組成員？如何分配任務？所有這些都給系統帶來了復雜性。但如果做得正確，系統將是分布式的、安全的，并且有線性的擴容能力。帶寬和存儲容量是所有的擴容方案的通病

對于比特幣和以太坊這些的區塊鏈平臺來說，這個問題還不嚴重，因為它們的吞吐量很低。比特幣和以太坊每秒處理10筆交易，按目前的速度，一年內的所有交易數據將達到幾GB。但是，當我們每天處理數億筆交易時，數據就會爆棚。為了存儲所有這些數據，我們必須找到更好的存儲解決方案，這不是網絡分片可以直接解決的。

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