量化金融分析師(AQF)|區(qū)塊鏈最大的難題及其解決方案。許多區(qū)塊鏈公司都致力于構(gòu)建可擴(kuò)容的基礎(chǔ)設(shè)施，從而使區(qū)塊鏈平臺(tái)在未來(lái)成為主流。一旦那一天到來(lái)，人們不僅可以使用區(qū)塊鏈進(jìn)行支付，還可以在其之上構(gòu)建類(lèi)似于谷歌和臉書(shū)的應(yīng)用程序。

　　1、區(qū)塊鏈和擴(kuò)容能力問(wèn)題

　　在解釋擴(kuò)容問(wèn)題之前，必須要先解釋吞吐量的概念。假設(shè)你在火車(chē)站等車(chē)，每趟火車(chē)間隔一小時(shí)，只能做10個(gè)人。一旦火車(chē)滿(mǎn)載，第十一名乘客只能等待下一趟。與這個(gè)做類(lèi)比，乘客代表交易，比特幣或以太坊這樣常見(jiàn)的區(qū)塊鏈平臺(tái)每秒平均可以處理大約10次交易。

　　相比之下，像VISA這樣的支付公司目前平均每秒處理5000到8000次交易。任務(wù)處理的速率稱(chēng)為吞吐量。與Visa等支付平臺(tái)相比，區(qū)塊鏈平臺(tái)目前的吞吐量非常低。

　　現(xiàn)在假設(shè)你在同一個(gè)火車(chē)站，但這次還有另外一百人個(gè)想坐這列火車(chē)?；疖?chē)來(lái)了，售票員看了看人群，說(shuō)：“付錢(qián)最多的10個(gè)人可以上火車(chē)。”你因?yàn)橼s時(shí)間，所以你就付了一大筆錢(qián)買(mǎi)票上火車(chē)。

　　由于區(qū)塊鏈平臺(tái)的吞吐量低，交易費(fèi)用不斷上升。例如，一筆10美元的交易在擁擠的區(qū)塊鏈平臺(tái)上很可能需要支付2美元的交易費(fèi)用。因此，緩慢和高成本是互聯(lián)網(wǎng)上的主流交易往區(qū)塊鏈平臺(tái)上遷移的巨大障礙。

　　2、提升擴(kuò)容能力

　　為了提升區(qū)塊鏈平臺(tái)的主流接受度，這些平臺(tái)需要進(jìn)行擴(kuò)容。區(qū)塊鏈公司們?yōu)榇颂岢隽藥追N解決方案。

　　2.1增加區(qū)塊大小

　　第一種最直接的方法是增加區(qū)塊大小?；氐交疖?chē)類(lèi)比，這意味著將火車(chē)的容量從10人增加到20人。這樣，火車(chē)就可以在特定時(shí)間內(nèi)運(yùn)送更多的乘客，減少車(chē)站的擁擠。

　　比特幣當(dāng)前的區(qū)塊大小1MB，提高到2MB可以使其每秒處理量增加一倍。區(qū)塊越大，每秒處理量就越高。

　　但這在實(shí)踐中是有問(wèn)題的，假設(shè)你將塊大小從1MB增加到1GB，當(dāng)你創(chuàng)建塊時(shí)，必須將其傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其他人，而網(wǎng)絡(luò)無(wú)法快速處理龐大的文件。

　　就像你使用電子郵件，當(dāng)你上傳一個(gè)大文件時(shí)，郵箱會(huì)不接受。這就是增加區(qū)塊大小的毛病，不能超越某個(gè)臨界點(diǎn)，所以這種解決方案的能力是有限的。

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　　2.2鏈下解決方案

　　第二種可能性是鏈下解決方案，比如比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)，以太坊的雷電網(wǎng)絡(luò)，和Neo的本體網(wǎng)絡(luò)。

　　在當(dāng)前的情況下，每次交易處理，都必須得到網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證。(節(jié)點(diǎn)是運(yùn)行算法并處理交易的計(jì)算機(jī)。

　　2.3代理共識(shí)協(xié)議

　　目前區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上的處理速度是非常慢的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須參與處理。如果網(wǎng)絡(luò)中有一千個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么一千個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須參與處理網(wǎng)絡(luò)中的每筆交易。

　　2.4分片技術(shù)

　　分片技術(shù)是一種把網(wǎng)絡(luò)分割成碎片的鏈上擴(kuò)容方案，但分片不是數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中的新概念。分片技術(shù)將大型數(shù)據(jù)庫(kù)分成更小、更快、更易于管理的部分，稱(chēng)為數(shù)據(jù)碎片。

　　3、分片技術(shù)的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和部署的復(fù)雜性

　　部署一個(gè)簡(jiǎn)單版本的分片很容易，但是要正確且安全地運(yùn)行很難，這就是為什么現(xiàn)在很少的團(tuán)隊(duì)研究它。與最簡(jiǎn)單的解決方案相比較，增加區(qū)塊容量只需調(diào)整一個(gè)參數(shù)——區(qū)塊大小，然后吞吐量就增加了。但是當(dāng)引入分片技術(shù)時(shí)，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(wù)?所有這些都給系統(tǒng)帶來(lái)了復(fù)雜性。但如果做得正確，系統(tǒng)將是分布式的、安全的，并且有線(xiàn)性的擴(kuò)容能力。

　　4、寬帶和存儲(chǔ)容量是所有擴(kuò)容方案的通病

　　對(duì)于比特幣和以太坊這些的區(qū)塊鏈平臺(tái)來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題還不嚴(yán)重，因?yàn)樗鼈兊耐掏铝亢艿?。比特幣和以太坊每秒處?0筆交易，按目前的速度，一年內(nèi)的所有交易數(shù)據(jù)將達(dá)到幾GB。

　　但是，當(dāng)我們每天處理數(shù)億筆交易時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)爆棚。為了存儲(chǔ)所有這些數(shù)據(jù)，我們必須找到更好的存儲(chǔ)解決方案，這不是網(wǎng)絡(luò)分片可以直接解決的。

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