區(qū)塊鏈的擴(kuò)容方案及應(yīng)用介紹

今年的“雙11”全民購(gòu)物狂歡節(jié)，根據(jù)阿里云公布的數(shù)據(jù)，訂單創(chuàng)建峰值創(chuàng)下了新的紀(jì)錄，達(dá)到了每秒54.4萬(wàn)筆，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)去年的每秒49.1萬(wàn)筆，是2009年第一次“雙11”的1360多倍。

這就是中心化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

相比之下，去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù)，在性能上就相形見(jiàn)絀了：比特幣區(qū)塊鏈每秒只能處理大約 7 筆交易，以太坊區(qū)塊鏈每秒能處理約十幾筆交易，當(dāng)初打著“百萬(wàn)TPS”旗幟的EOS區(qū)塊鏈在測(cè)試中的最高 TPS 也只有四五千，平時(shí)運(yùn)行時(shí)的 TPS 只有兩位數(shù)。

雖然性能并不是區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，但如果成為“短板”，毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)推遲區(qū)塊鏈技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

所以近年來(lái)，不斷有技術(shù)開(kāi)發(fā)人員和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出各種各樣的解決方案。這些解決方案，主要可以分為兩大類：鏈上擴(kuò)容和鏈下擴(kuò)容。

鏈上擴(kuò)容，就是直接在區(qū)塊鏈上“動(dòng)手術(shù)”——修改規(guī)則，包括區(qū)塊大小、共識(shí)機(jī)制等等。比如，將比特幣區(qū)塊鏈的區(qū)塊大小直接從 1M 擴(kuò)容到 32M、128M 甚至是 2G（這就是 BTC、BCH 和 BSV 在區(qū)塊大小上的分歧），再比如現(xiàn)在被給予厚望的、“以太坊 2.0”將會(huì)采用的技術(shù)方案——分片技術(shù)（Sharding）。如果你想了解更多關(guān)于分片技術(shù)的知識(shí)，請(qǐng)閱讀白話之前的推文《一文看懂區(qū)塊鏈性能解決方案：分片》。

鏈下擴(kuò)容，是指在主鏈之外建立第二層交易網(wǎng)絡(luò)，因此鏈下擴(kuò)容也被稱為“Layer 2”。

如果將鏈上擴(kuò)容類比為道路的拓寬，那么鏈下擴(kuò)容就是在旁邊新建高架橋、隧道、小路等等。

目前的鏈下擴(kuò)容方案中，主要可以分為三類：一類是用于擴(kuò)展支付，比如比特幣上的閃電網(wǎng)絡(luò)；一類是用于擴(kuò)展智能合約；還有一類是用于鏈下計(jì)算。

那么，都有哪些相對(duì)比較被大眾所熟知的鏈下擴(kuò)容方案呢？

毫無(wú)疑問(wèn)，知名度最廣的鏈下擴(kuò)容方案就是比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)（Lightning Network）。2016 年 1 月 14 日，閃電網(wǎng)絡(luò)的“白皮書(shū)”（論文）發(fā)表，隨后大量的開(kāi)發(fā)者對(duì)此進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和測(cè)試。2017 年 1 月，第一個(gè)閃電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)——lnd，發(fā)布了 Alpha 版本。2017 年夏天，比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)工作已經(jīng)完成。截至目前，閃電網(wǎng)絡(luò)一共有 10423 個(gè)節(jié)點(diǎn)，34780 條通道，鎖定了 821.1BTC。

當(dāng)然，目前的閃電網(wǎng)絡(luò)也還處于發(fā)展階段，并不是特別成熟。2018 年 3 月，閃電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就遭受到了 DDOS 攻擊，導(dǎo)致大約 200 個(gè)節(jié)點(diǎn)離線。

跟比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)類似的，是以太坊上的鏈下擴(kuò)容方案——雷電網(wǎng)絡(luò)（Raiden Network）。雷電網(wǎng)絡(luò)支持即時(shí)轉(zhuǎn)賬、低成本、可擴(kuò)展和保護(hù)隱私，但底層協(xié)議相當(dāng)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也不容易。

Liquidity Network 是雷電網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其主要目的是將交易從以太坊轉(zhuǎn)移到支付渠道上，同比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)一樣，Liquidity Network 的用戶也能夠來(lái)回進(jìn)行交易，在這個(gè)過(guò)程中無(wú)需支付手續(xù)費(fèi)，只有在開(kāi)啟通道和關(guān)閉通道時(shí)需要支付一定的費(fèi)用。

以上都屬于鏈下擴(kuò)容中的支付擴(kuò)展，分層側(cè)鏈 Plasma 則屬于智能合約的擴(kuò)展。Plasma 是開(kāi)發(fā)者 Joseph Poon 與以太坊創(chuàng)始人 Vitalik Buterin 合寫(xiě)的以太坊分層側(cè)鏈，主要的目標(biāo)是將大量的智能合約計(jì)算轉(zhuǎn)移到側(cè)鏈上，而不是在以太坊主鏈上執(zhí)行。

Celer Network 也是一個(gè)知名度較高的鏈下擴(kuò)容方案。其主要目標(biāo)是建立一個(gè)在現(xiàn)有和未來(lái)區(qū)塊鏈之上運(yùn)行的通用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，讓每個(gè)人都可以快速構(gòu)建、運(yùn)營(yíng)和使用高度可擴(kuò)展的 DApp。

截至目前，已知的鏈下擴(kuò)容方案已有三十多種，但都處于發(fā)展的早期。究竟哪些擴(kuò)容方案能夠率先成熟并幫助現(xiàn)有公鏈解決可擴(kuò)展性問(wèn)題，還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。