以太坊 2.0、分片、DAG、链下状态通道……区块链可扩展性解决方案概述

出品 | 区块链训练营（blockchain_camp）

事实证明，可扩展性是当今采用区块链技术的最大障碍。 虽然比特币在安全性和去中心化方面无可挑剔，但在可扩展性（以 TPS 或每秒交易数衡量）方面却是另一回事。 与Visa的1700TPS相比，比特币的4TPS确实少得可怜。 以太坊是支持智能合约和去中心化应用程序 (DApps) 的市场领导者，平均 TPS 为每天约 10 笔交易，最好时为 20 笔交易。 德勤（Deloitte）的一份报告指出：对于依赖高性能传统交易处理系统的企业来说，区块链交易速度慢是一个无法回避的严重问题。

2017 年向世界介绍了区块链及其众多可能性，但它也残酷地提醒我们，在技术方面我们还有很多不足。 2017 年 12 月的“Cryptokitty 惨败”事件为以太坊的 PoW（工作量证明）共识算法的局限性敲响了警钟。 雪上加霜的是，2018年年中FCoin上市的闹剧再次给以太坊的稳定表现打上了问号。

诸如此类的灾难迫使区块链开发者认真关注困扰现有区块链网络的可扩展性问题，并做好充分准备在未来的区块链项目中面对此类问题。

BTC 的低 TPS 多年来一直备受关注

以太坊 2.0——救世主

虽然比特币已成为区块链技术的典范，但以太坊也赢得了“世界上最重要的去中心化超级计算机”的美誉。 世界各地的 DApp 开发人员定期在以太坊上部署新的应用程序。

以太坊推动了 DeFi（去中心化金融）领域的发展，该领域使用区块链、数字资产和智能合约（而非传统金融工具）提供货币服务。 最近，加密 DeFi 市场的总价值已突破 10 亿美元大关！

不用说，整个加密世界一直在密切关注以太坊开发团队的更新，他们一直在努力实施下一版本的以太坊。 被称为 Eth 2.0 的升级承诺更高的交易吞吐量和新的安全模型，以及向 PoS（股权证明）共识机制的转变。

以太坊 2.0：

作为 PoW 的低能耗替代方案，PoS 通常被认为更具可扩展性并且能够支持更高的吞吐量。

DeFi 市场锁定的资产总值甚至达到了 12 亿美元

区块链中的分片

除了转向 PoS 之外，Eth 2.0 开发人员还集成了分片，这是一种在集中式数据库中使用的流行技术，其中整个数据集被分成更小的碎片。

在区块链网络中，分片用于将交易分解成碎片并将它们分布在整个网络中，这样每个网络节点就不必下载和保存整个区块链状态。 通过并行化，分片技术可以显着提高交易处理速度。 以太坊并不是第一个实施分片的区块链项目，而是第一个使用 Zilliqa 的项目。 Cardano、Harmony 和 Elrond 等其他项目也一直致力于将分片技术整合到区块链技术中。 但遗憾的是，Eth 2.0 的开发团队对发布时间做了很多改动。 从 2020 年 1 月到所谓的“内部日期”2020 年第二季度，Eth 2.0 第一阶段的部署日期现已推迟到 2020 年 7 月。

这些不确定性让我们想知道什么时候才能看到 Eth 2.0 的全貌，但仍然值得期待。

其他区块链可扩展性解决方案

早在分片流行之前区块链以太坊，开发人员就一直在修补“链下状态通道”的概念。 状态通道是网络参与者之间的双向通信通道，使他们能够在区块链之外进行交易，然后将交易的最终状态广播到区块链。

由于所有中间交易都发生在链下，并且只有最终状态在主区块链上得到验证，状态通道交易时间可以成倍减少。 比特币的闪电网络、以太坊的雷电网络和 Celer Network 都属于这一类。

DAG（有向无环图）是另一个在寻求可扩展解决方案的区块链开发人员中流行的概念。 在 DAG 中，每个事务可以连接到多个事务。

与传统区块链相比，DAG网络中没有交易区块。 各个交易相互验证。

因此，理论上，交易量越大，DAG验证的速度就越快。 Iota、Nano、COTI都是基于DAG技术的加密项目。

Iota 的 DAG（称为 Tangle）将每个交易连接到多个其他交易

最近的进展

上个月（2020 年 2 月），Harmony 启动了其主网，并宣布了从 ERC-20（以太坊）和 BEP-2（币安链）代币到原生 ONE（Harmony）代币交易所的代币。

虽然从公共区块链到本地区块链的令牌交换非常普遍，但它的独特之处在于 Harmony 是第一个实施 PoS 分片区块链的项目。

根据其区块链浏览器，Harmony 的出块时间为 8 秒，并且有 4 个活跃分片。

这对于其他希望实施分片的 PoS 项目非常重要，例如 Eth 2.0 和 Cardano。 长期以来，PoS 共识和分片的共生被认为是一个纯粹的理论概念。

Harmony 的成功不仅表明它可以在实践中应用，也为以太坊实现分片、支持 PoS 的区块链铺平了道路，让区块链爱好者相信 Eth 2.0 有望在短期内问世。

闪电网络充当比特币区块链之上的超快速支付层，允许用户快速、廉价地发送和接收比特币。 该网络在过去几个月也取得了重大进展。

2019年第四季度，其二层扩容项目达到10000个节点。 2019 年 12 月，其开发团队宣布很快可以使用该网络进行大额比特币支付。

闪电网络的成功有望大幅缩短比特币的确认时间，使其更容易为普通商家所接受。

在DAG方面，COTI推出了代币发行协议MultiDAG，并集成到主网节点中。

MultiDAG 是第一个基于 DAG 的协议，它允许在基于 DAG 的基础设施上发行代币。

与以太坊类似，COTI MultiDAG 生态系统是一个通用的去中心化平台，能够处理代币和智能合约区块链以太坊，使用原生代币支付所有费用和抵押品。 但与以太坊不同的是，MultiDAG 由许可实体组成，每个 MultiDAG 实例的所有者可以根据自己的需要设置自己的规则。

有很多区块链可扩展性项目，但很少有人真正实现了他们的目标

辉煌的未来

自 2017 年以来，我们一直在思考“更快的区块链交易速度会导致更高的采用率和更多的真实用例”。 DeFi 已经成长为区块链领域的重要组成部分。

更大的可扩展性应该会带来更多的 DeFi 用例，包括更快的汇款和跨境支付等。

供应链和物流行业也有望从区块链技术的进步中受益。 同时，随着时间的推移，身份管理领域也将更多地应用区块链技术。

更具可扩展性的解决方案应该可以帮助我们进一步将区块链集成到我们的日常生产线中。 而且，这只是区块链技术应用的无数可能性之一。

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