可伸縮性是區(qū)塊鏈面臨的最常見的挑戰(zhàn)。本文評估了當(dāng)前出現(xiàn)的解決方案的缺點(diǎn)，并探討了一些替代方案。

在基礎(chǔ)層上的擴(kuò)展會(huì)威脅到區(qū)塊鏈的核心價(jià)值：分散、安全、速度——什么是可伸縮性？

可伸縮性是指在一系列功能中增加計(jì)算過程的能力。對于區(qū)塊鏈來說，最常被討論的伸縮挑戰(zhàn)是增加事務(wù)吞吐量，或者在區(qū)塊鏈上執(zhí)行的事務(wù)數(shù)量。在公共區(qū)塊鏈的情況下，這通常被認(rèn)為是一個(gè)基礎(chǔ)層或“第1層”問題。

有兩種考慮第1層可伸縮性的方法：

?水平可伸縮性：指向網(wǎng)絡(luò)中添加更多節(jié)點(diǎn)來處理日益增多的任務(wù)

?縱向可伸縮性：指在網(wǎng)絡(luò)中增加更多的電力來處理日益增加的任務(wù)

第1層可伸縮性解決方案的限制

對于可伸縮性來說，這兩種類型的層1解決方案都存在問題。水平可伸縮性的問題在于，在公共區(qū)塊鏈中，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都驗(yàn)證和更新分類帳。因?yàn)槊恳粋€(gè)事務(wù)都需要由每個(gè)節(jié)點(diǎn)來處理，所以傳統(tǒng)的水平可伸縮性沒有帶來任何好處。在網(wǎng)絡(luò)中添加更多的節(jié)點(diǎn)并不會(huì)使它更快。這就是為什么大多數(shù)區(qū)塊鏈項(xiàng)目的目標(biāo)是垂直擴(kuò)展。這通常涉及到增加塊大小，這要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)都做更多的工作。現(xiàn)在，幾個(gè)區(qū)塊鏈可以使用這種方法每秒處理數(shù)千個(gè)事務(wù)。

然而，通過更大的塊來提高可伸縮性也有缺點(diǎn)。它需要網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的更多工作，這意味著更弱的計(jì)算機(jī)（大多數(shù)個(gè)人設(shè)備）可能無法在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。因此，垂直的可伸縮性會(huì)導(dǎo)致更少的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，這意味著更集中的挖掘和更強(qiáng)大的節(jié)點(diǎn)操作符。

第1層可伸縮性的權(quán)衡

垂直層1的可伸縮性解決方案犧牲了區(qū)塊鏈技術(shù)的三個(gè)核心租戶中的兩個(gè)：分散、安全和速度。從本質(zhì)上說，不可能在基礎(chǔ)層上進(jìn)行擴(kuò)展，并將三者結(jié)合在一起。增加塊大小會(huì)導(dǎo)致完整節(jié)點(diǎn)的硬件需求上升。這意味著更少的計(jì)算機(jī)將強(qiáng)大到足以參與到網(wǎng)絡(luò)中。這樣做的問題是，當(dāng)區(qū)塊鏈有更多的驗(yàn)證器節(jié)點(diǎn)時(shí)，區(qū)塊鏈更加分散和安全。驗(yàn)證器節(jié)點(diǎn)越少，集中化和不安全就越大。

以下列區(qū)塊鏈為例：

·比特幣是安全的、分散的，但不是快速的。

·XRP速度很快，但不太安全，而且在去中心化方面也很有限。

·EOS也不是分散的，也不太安全，但速度很快。

·以太坊是安全的，分散的，但不是快速的。

一些項(xiàng)目選擇犧牲安全性和分散性，以支持高交易吞吐量。EOS只有21個(gè)驗(yàn)證器節(jié)點(diǎn)，它可以每秒處理數(shù)百個(gè)事務(wù)。它是去中心化和安全的嗎？與比特幣或以太坊相比，這是不可能的。

還有其他的選擇嗎？

層2解決方案是可伸縮性的另一種選擇。這些都是建立在一個(gè)安全的基礎(chǔ)層區(qū)塊鏈之上的。它們可以在不影響安全性的情況下實(shí)現(xiàn)高吞吐量。如何？請記住，層1伸縮解決方案減少了安全性并增加了集中化，因?yàn)樗鼈兿拗屏司W(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。這就是為什么基礎(chǔ)層擴(kuò)展是一種糟糕的方法。

相反，層2解決方案只留下基礎(chǔ)層（例如，比特幣和以太坊），并在上面構(gòu)建協(xié)議。這些只是稍微不那么安全，但能提供更高的吞吐量。重要的是要記住，維護(hù)一個(gè)安全的基礎(chǔ)層對于第二層解決方案是至關(guān)重要的。您可以在一個(gè)安全的基礎(chǔ)層之上構(gòu)建一個(gè)不安全的或安全的層，但是您不能在不安全的基礎(chǔ)之上構(gòu)建一個(gè)安全層。

第二層解決方案可以擴(kuò)展公共區(qū)塊鏈的有用性，讓交互發(fā)生在需要的時(shí)候，仍然可以追溯到可靠的基礎(chǔ)層。需要高吞吐量的應(yīng)用程序可以使用第二層解決方案，同時(shí)還能從安全的基礎(chǔ)層中獲益。第二層伸縮解決方案的例子是比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)、Loom Network， Raiden， 和以太坊的Plasma Cash。

第二層解決方案的潛力

上面提到的第二層解決方案的一個(gè)共同點(diǎn)是，他們使用公共區(qū)塊鏈提供的確定性作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)，以擴(kuò)展區(qū)塊鏈應(yīng)用程序的有用性。這些解決方案使底層區(qū)塊鏈更適合于各種各樣的應(yīng)用程序，同時(shí)仍然保持著分散和安全的核心價(jià)值。

整個(gè)比例問題是有爭議的，在這個(gè)問題上有很多不同的觀點(diǎn)。你的想法是什么？