區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性問題第0層解決方案介紹

可擴(kuò)展性問題是區(qū)塊鏈不得不面對的問題，其已成為區(qū)塊鏈大規(guī)模發(fā)展的最大障礙之一。目前行業(yè)內(nèi)解決可擴(kuò)展性問題的主流方式是Layer-1的分片，Layer-2的狀態(tài)通道，以及Layer-1、Layer-2的結(jié)合。本文為你介紹不同于1、2層的解決方案，“第0層”解決方案。

1.“不可避免”的可擴(kuò)展性問題

區(qū)塊鏈的基本架構(gòu)依賴于一系列連接的區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊包含信息、并與網(wǎng)絡(luò)中的其他相鄰區(qū)塊進(jìn)行交互來執(zhí)行事務(wù)，保存歷史以及將信息廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。

這種基礎(chǔ)設(shè)施的根本問題在于這些區(qū)塊在大小和出塊速度方面受到嚴(yán)重限制，這意味著它們只能在一定的時(shí)間段內(nèi)處理那樣多的信息和那樣多的交易。

較少的區(qū)塊數(shù)量和較小的區(qū)塊意味著在任何時(shí)候區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上能夠被處理的信息總量是有限的，這導(dǎo)致了巨大的問題，因?yàn)殚_發(fā)人員試圖將其網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容至數(shù)百萬個(gè)節(jié)點(diǎn)和用戶。

可擴(kuò)展性問題對區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)帶來了效率極其低下 - 即交易時(shí)間和交易費(fèi)。在像以太坊這樣的大型網(wǎng)絡(luò)中，由于網(wǎng)絡(luò)處理大量交易以及運(yùn)行于其中的信息的能力有限，所以交易時(shí)間非常慢。

基本上，每筆新交易在被正確地記錄在區(qū)塊鏈上必須“等著輪到它”。這激勵(lì)網(wǎng)絡(luò)向在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行交易的交易用戶收取交易費(fèi)；這種費(fèi)用有助于限制在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的交易總數(shù)，但對那些依賴網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)其整個(gè)運(yùn)行基礎(chǔ)的開發(fā)人員則是個(gè)巨大的障礙。

總之，目前的區(qū)塊鏈太慢，而且對大多數(shù)開發(fā)人員來說成本太高而無法利用其架構(gòu)優(yōu)勢。

2. 人們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問題？

人們提出了很多方法來解決這個(gè)可擴(kuò)展性瓶頸：Schorr簽名來改進(jìn)加密處理過程，抽象的語法樹進(jìn)行默克爾化來減少智能合約的計(jì)算規(guī)模，增加區(qū)塊大小（使用或不使用隔離見證）。..。..但到目前為止，最常見的解決可擴(kuò)展性問題的方法是“第2層”解決方案。

第2層解決方案本質(zhì)上是通過在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)層之上運(yùn)行一種架構(gòu)來比一般的區(qū)塊鏈架構(gòu)更快地處理事務(wù)。

它通過使用智能網(wǎng)絡(luò)和多方支付通道來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這些通道將交易連接在一起并讓它們生效而實(shí)際上不會(huì)被記錄在區(qū)塊鏈上；相反，它將事務(wù)信息進(jìn)行緩存并啟動(dòng)這個(gè)過程來將事務(wù)廣播到區(qū)塊鏈，這意味著事務(wù)將要發(fā)生，然后將會(huì)記錄在區(qū)塊鏈中。

這樣目的在于保護(hù)區(qū)塊鏈的安全和底層基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)其隱私價(jià)值，而且?guī)椭岣呓灰姿俣?，這對開發(fā)人員來說是一個(gè)巨大的勝利。目前，最受歡迎的第2層解決方案稱為“閃電網(wǎng)絡(luò)”。

3. 這個(gè)長久的問題是什么？

一直存在的問題是，盡管閃電網(wǎng)絡(luò)以較低的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)快的交易速度，但它的底層架構(gòu)仍然依賴于信息在區(qū)塊鏈廣播的緩慢方式，這意味著它也面臨著可擴(kuò)展性瓶頸。

閃電網(wǎng)絡(luò)不需要頻繁將用戶交易記錄在區(qū)塊鏈上，所以它仍然需要像之前那樣使用區(qū)塊，這就存在著已知的那些區(qū)塊大小和區(qū)塊生成頻率的問題。 閃電網(wǎng)絡(luò)還引入了新的復(fù)雜性，比如：尋找支付通道的路徑來較快地完成支付，對接收付款需要在線的要求，以及開啟和關(guān)閉支付通道的需求。

因此，閃電網(wǎng)絡(luò)的速度和進(jìn)行新交易的能力仍然受到基礎(chǔ)區(qū)塊鏈速度的限制。從本質(zhì)上講，它對這個(gè)速度慢的過程有所加快，這是一種改進(jìn)。

4. 什么是bloXroute？

bloXroute是在區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性領(lǐng)域的一個(gè)重大進(jìn)步。它本質(zhì)上是一個(gè)“0層”解決方案，在區(qū)塊鏈（通常將其稱為第1層）下運(yùn)行來提高速度并降低費(fèi)用。

bloXroute使用區(qū)塊鏈分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（BDN），它基本上是一個(gè)快速中繼節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，可以將區(qū)塊傳播到任何的區(qū)塊鏈，目前正被使用在比特幣，BCH和以太網(wǎng)主網(wǎng)下。在更高的層面上，BDN做的就是以非常快速，高效和可擴(kuò)展的方式來產(chǎn)生更多的區(qū)塊，這意味著更多事務(wù)可以以相當(dāng)快的速度廣播至網(wǎng)絡(luò)中。

5. BDN如何做到這一點(diǎn)？

BDN的運(yùn)行涉及到很多復(fù)雜的聯(lián)網(wǎng)和安全協(xié)議，但它依賴于：

1、快速中繼服務(wù)器。這基本上意味著信息被很快地廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而不是慢式的P2P“閑聊”，這需要許多緩慢的“應(yīng)聲”，直到所有參與者都知道有新的區(qū)塊。

2、直通路徑（Cut-through Routing）。以前，區(qū)塊鏈要求整個(gè)區(qū)塊在被發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)之前先被接收到。BDN放棄這種做法，在區(qū)塊的首個(gè)數(shù)據(jù)包抵達(dá)時(shí)就將信息進(jìn)行流處理、發(fā)送給所有節(jié)點(diǎn)。這將交易速度提高了約10到100倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過迄今為止第2層解決方案所能達(dá)到的性能。

3、BDN將區(qū)塊壓縮100倍，可以讓更大的區(qū)塊按小區(qū)塊的速度被廣播出去。

4、拓?fù)鋬?yōu)化。本質(zhì)上，在廣播區(qū)塊時(shí)，BDN會(huì)找到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接的方法來生成解決方案，使得將交易發(fā)送通過一系列區(qū)塊非常容易。

最重要的是，BDN完成這些工作根本沒有干擾到區(qū)塊鏈的運(yùn)行方式。信息仍然被廣播通過區(qū)塊；唯一的區(qū)別是區(qū)塊的生成方式以及它們生成的速度。

BDN通過解決區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)中的一些內(nèi)在問題來幫助解決可擴(kuò)展性的瓶頸問題。這樣做的好處是信息在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上被處理的基本方式有所改善，但仍然保留區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的所有好處和細(xì)微差別。

BDN能夠與任何一種共識協(xié)議共用，也不會(huì)干擾到區(qū)塊鏈的中立性。此外，開發(fā)人員仍然可以在區(qū)塊鏈上運(yùn)行第2層解決方案來進(jìn)一步提高速度。

6. 最大的好處是什么？

BDN可以在任何時(shí)候讓更多的交易運(yùn)行在區(qū)塊鏈上，這意味著有更多的信息流經(jīng)區(qū)塊鏈。這有兩個(gè)方面的好處：

首先是開發(fā)人員。許多開發(fā)人員使用區(qū)塊鏈和智能合約來支持他們的應(yīng)用程序的底層架構(gòu)，無論是去中心化應(yīng)用程序還是基于智能合約的套利協(xié)議。

以前這受到交易速度慢的限制；沒有開發(fā)人員希望用戶必須等待服務(wù)器來完成請求和處理事務(wù)。使用BloXroute，開發(fā)人員現(xiàn)在能夠以希望的速度來運(yùn)行他們的事務(wù)、開發(fā)他們的區(qū)塊鏈應(yīng)用。

第二，礦工。礦工是區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵群體，也是這一行業(yè)持續(xù)增長的最重要原因之一。 BloXroute為礦工提供了更多的回報(bào)，因?yàn)閺谋举|(zhì)上來說，更多的交易運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)上，這意味著有更多的交易需要被“挖”。這為礦工提供了更多的來自于交易量和交易費(fèi)用的報(bào)酬。

7. 結(jié)語

有一段時(shí)間可擴(kuò)展性一直是區(qū)塊鏈的熱門話題，它也是去中心化市場擴(kuò)張和區(qū)塊鏈創(chuàng)新動(dòng)力的最大挑戰(zhàn)之一。第2層解決方案提供了一個(gè)可靠的臨時(shí)解決方案。

但是，隨著這些協(xié)議變得越來越流行，它們也將面臨著與第1層解決方案一樣的瓶頸。從理論上講，可以有第3層，第4層。..。..解決方案，但是這種設(shè)計(jì)不穩(wěn)定，也不能保持區(qū)塊鏈的去中心化本質(zhì)。

bloXroute是一個(gè)非常有前景的解決方案。它通過從根本上改善信息在區(qū)塊鏈上處理的方式來提高速度，同時(shí)還不會(huì)影響區(qū)塊鏈，這意味著共識協(xié)議和中立性都可以完全保留。

對于區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中面臨的最重大挑戰(zhàn)之一，它是一種用途廣泛，可擴(kuò)展且技術(shù)先進(jìn)的解決方案。