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区块链扩容方案有哪些?区块链扩容方案汇总

区块链扩容方案有哪些?区块链扩容方案汇总
如果说目前区块链领域最紧迫的问题是什么,那一定是区块链扩容的问题。最近的几年来,也不断地有技术开发人员和项目团队提出各种各样的解决方案,而这些解决方案主要被分为了两大

如果说目前区块链领域最紧迫的问题是什么,那一定是区块链扩容的问题。最近的几年来,也不断地有技术开发人员和项目团队提出各种各样的解决方案,而这些解决方案主要被分为了两大类,主要就是链上扩容和链下扩容。如果比特币、以太坊想达到十倍交易,肯定需要增加TPS,各种技术人员围绕如何在更短的时间完成更多的交易这一问题提出了数十种解决方案,那么大家知道究竟区块链扩容方案有哪些吗?下面就让小编为大家带来区块链扩容方案汇总。

区块链扩容方案有哪些?

链上扩容

1.增加区块链容量

比特币一个区块容量大小为1M,每秒最多支持7笔交易,以太坊每秒也只有10几笔,EOS号称要实现百万级的TPS,目前也只有4000左右。这个和visa过万支付宝几十万的TPS相比还相差甚远。所以有人提出增加区块的容量,比如将比特币现在的1M扩容到2M、8M等,通过扩容来提升公链性能。但不足的地方在于分叉率提高,可能还会导致空块。

2.隔离见证

隔离见证是由比特币长期团队开发的对于Bitcoin Core的拟议更新,将非必要签名信息移除区块,使得区块容量降低一半。但即使这样,性能只提升一倍,提升幅度有限。

3.更改共识机制

在POW共识之后,提出了PoS、DPoS等多种共识算法。相比POW,PoS和DPoS机制没有大量能源的消耗,性能也得到了显著提升,但这是牺牲了去中心化为代价的,现阶段还未出现完美解决三元悖论的共识算法。

4.DAG技术

称为:有向无环图,将原始的链式结构改为网状结构,大幅提升并发性能。像IOTA就是采用DAG技术,并非区块链,也引起了一波热炒,不过现在也还没有实地的技术落地应用出来。安全性和一致性上还未得到充分的验证。

5.分片技术

分片技术将全网的工作量分配到各个分片中并行处理,改变网络验证的方式来增加吞吐量。不过分片技术的开发难度大,状态分片需要克服诸多挑战。

链下扩容

1.状态通道

状态通道是通过在不同用户之间或用户和服务之间建立一个双向通道,为不同实体之间提供状态维护服务。它允许把区块链上的许多操作在链外进行管理,等完成链外操作后多方签名确认后,才将最终结果上链。

我们用银行和余额宝的例子来讲解一下状态通道,首先我们把银行比作区块链,我们把部分的钱从银行存到余额宝中,用余额宝进行小额交易,当我们想提现时,直接从余额宝提现至银行卡即可。状态通道对应余额宝,当有一方要关闭状态通道时,相当于提现操作,余额宝中保存了当前账户的状态,关闭状态通道时将状态更新至链上,相当于更新银行账户状态。

2.侧链

侧链技术是一种分开独立的区块链,其会使用一个双向锚定来依附于主链。你可以将资产移动到侧链上,也可以转移回主链。这种双向锚定可以在主链和侧链之间按照预先设定的速率进行资产的内部交换。初始的区块链通常代表着主链,而且所有新增的区块链都被定义为侧链。

3.跨链

跨链就是信息从一条链到另外一条链,区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看,跨链技术就是实现价值互联网的关键,它是把区块链从分散的孤岛中拯救出来的良药,是区块链向外拓展和连接的桥梁。

4.链下计算

就是将复杂的任务放到链下处理,再将结果返回链上。以太坊声称要做计算机,EOS要做全球操作系统,但无论是做计算机还是做操作系统都得正视计算这个问题,链上计算的开销是非常大的,链上每一个EVM的Code计算需要全球计算机都算一遍,才能得出结果,所以有人做了这么一个计算的扩展,在链外做计算。

本篇文章就是小编对于区块链扩容方案有哪些这一问题的详细解答小编在这里提醒各位投资者,我们一定要明确一个问题,那就是并不是说区块容量小,一定不好,区块容量小的话反而更加易于区块的传输和存储,但是如果重点区块扩容了以后,就可以解决更多的交易。现在的扩容很难兼顾可扩展性、去中心化和安全问题,不过这是我们必须要面对的。

众所周知,扩容对于目前区块链的发展是非常重要的,而这又不仅仅是指技术扩容,大家还必须要重视社会扩容,而不单是简单的社会拓展。目前的区块链扩容被分为了链上扩容和链下扩容,因为链上扩容是直接在区块链上修改规则,而链下扩容是在主链之外建立第二层交易网络,所以它也被称为Layer 2扩容,链下扩容也是目前最主要的扩容方式,它的应用也比较的广泛。很多投资者想知道区块链扩容有什么好处?下面就让小编带大家盘点区块链扩容好处。

区块链扩容有什么好处?

我们以分片技术为例,为大家介绍区块链扩容有什么好处。分片技术是一种基于数据库分片传统概念的扩容技术,它将数据库分割成多个碎片并将这些碎片放置在不同的服务器上。

在公共区块链的情境中,网络上的交易将被分成不同的碎片。因此,每个节点只需处理一小部分传入的交易,并且通过与网络上的其他节点并行处理就能完成大量的验证工作。将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证。

因此,随着网络的增长,区块链处理越来越多的交易将成为可能。这种属性也称为水平扩容。

基于分片技术的区块链的实现有着不同的好处。

首先,区块链上处理交易的速度变成了每秒上千笔甚至更多,这改变了人们对加密货币作为支付方式效率的看法。

改善交易吞吐量将会给去中心化的系统带来越来越多的用户和应用进程,而这将反过来促进区块链的进一步运用,也使挖矿变得更有利可图,同时也能吸引更多加入到公共网络上的节点,从而形成一个良性循环。

此外,分片技术可以帮助降低交易费用。因为验证单笔交易的处理量减少了,节点可以在保持盈利运营的同时收取较小的费用。

区块链扩容面对什么问题?

首先要明确一个问题,不是说区块容量小,一定不好,区块容量小的话,易于区块的传输和存储,区块链节点存储压力小,重点区块扩容了以后,是可以解决每个区块每十分钟产生的所有交易。那么扩容要面对什么问题呢?

1扩容首先是面对可扩展性、去中心化和安全问题

在扩容时很难兼顾可扩展性、去中心化和安全这三个问题,打个比方说,要想实现其扩容要必须牺牲掉去中心化或者安全性。

2极大的存储压力

区块容量扩大后,其吞吐量加快了,但是不易于区块的传输和存储,下面看这样一组数据,如果区块的容量是30MB,那么一年产生的交易数据将占用1.5TB的空间,如果区块扩容量是300MB,一年15TB的交易数据,这无疑区块的存储,增加了很大的压力。

以太坊是采取分片,而EOS则是直接扩容。区块链扩容是未来必须要面对的一个问题,尤其未来区块链落地应用上,在区块链网络来进行大规模交易时,扩容问题则显得尤为重要。但是去中心化和安全性,也要必须面对的。

综上所述,就是小编对于区块链扩容有什么好处这一问题的回答以及对于区块链扩容好处的盘点。小编在这里提醒各位投资者,区块链其实并不是一个信仰,所以我们并不需要去崇拜区块链。区块链其实更像是人类尊严的维护者,因为在区块链中,只有有自主权,才可以实现真正的去中心化。区块链技术对于我们的生活的改变肯定是有划时代的意义的,就像十几年前的互联网,谁都想不到,我们的生活能够变成今天这样,所以就让我们一起期待区块链技术未来的发展吧。

众所周知,区块链技术的优异特性使它成为了全球的热点,很多产业只要跟区块链搭上关系其热度就会变得很高,但是目前区块链技术仍然面临着一些问题,尤其是其系统性能已经很难满足目前高频数据的交互需求,交易吞吐量明显不足,到达了性能可拓展性的瓶颈。所以区块链扩容的研究是非常有必要的,并且也一直是区块链技术的一个热门研究方向。区块链扩容是现在区块链行业从事人员很关心的一个问题,不过还有很多投资者不知道区块链扩容是什么意思?现在就让小编来带大家一文搞懂区块链扩容。

区块链扩容是什么意思?

扩容,是当某个容器或承载物不足以支撑或承载现有事物需求时,我们通过扩大容器的容量或承载物的体积来满足日益增长的需求,从而缓解当前容器或承载物所受压力的一种手段。

在比特币诞生之初比特币创始人中本聪并没有特意限制区块的大小,区块最大可以达到32MB,当时平均每个区块大小为1~2KB。

时比特币用户少,交易量也没有那么大,并不会造成区块拥堵,然而2013年至今随着比特币价格的直线上升,用户越来越多因此造成比特币网络拥堵,用户交易费用上升的问题逐渐涌现出来。

到现在,比特币区块链上最高时有几十万笔交易积压,比特币的平均交易费用比 2010 年 9 月上涨了 376 倍,每秒 7 笔交易的处理速度已经明显无法满足用户需求,比特币社区开始探索如何给比特币“扩容”。

通过修改比特币底层代码,从而达到提高交易处理能力的目的。比特币扩容本身发展和设计方案有两种,即第一层和第二层扩容技术。

1.第一层扩容技术即改进区块链自身,把区块链自身变得更快、容量变得更大,总的来说就是改变区块链共识部分的内容。

2.第二层扩容技术目的是把计算移到链下,即通过侧链的技术加以解决问题。

区块链扩容的方式

一、链上扩容:隔离见证、分片

链上扩容意味着要直接在区块链主链系统上动手术,去修改区块链主链系统的基础规则、区块大小、共识机制等等,以此来扩大区块容量。说白了,就是把主链这个系统的道路修的更宽一点。

链上扩容的主要方式有两种方式:隔离见证和分片技术,下面我们分别介绍一下。

(一)隔离见证

隔离见证是对于比特币来讲的,它可以看作是比特币系统的一次重要升级,这次升级涉及到比特币共识规则和网络协议,相当于在比特币系统上“动刀子”,所以我们说,隔离见证属于链上扩容。

在隔离见证提出之前,比特币的交易验证主要依赖两部分数据:一部分是交易状态,简单来讲就是谁给谁转多少钱;另一部分是见证数据,简单来讲就是证明这次交易是真实合法的。隔离见证,就相当于把这部分“见证数据”从基本结构里拿出来,放在一个新的数据结构当中,但却不破坏数据的完整性。

在隔离见证提出之前,比特币的交易验证主要依赖两部分数据:一部分是交易状态,简单来讲就是谁给谁转多少钱;另一部分是见证数据,简单来讲就是证明这次交易是真实合法的。隔离见证,就相当于把这部分“见证数据”从基本结构里拿出来,放在一个新的数据结构当中,但却不破坏数据的完整性。

二、链下扩容:闪电网络、雷电网络

链下扩容意味着不需要修改比特币区块链系统的代码就能够提升交易速度。采用链下扩容,交易都在链下处理,根本不需要对比特币区块链系统做什么大的改动,因为我们压根儿就不走这条路。

链下扩容主要有两种方式:闪电网络和雷电网络。其实二者的原理差不多,只不过,二者最主要的不同就是:闪电网络针对的是比特币链下扩容,而雷电网络针对的是以太坊链下扩容。

下面我们分别介绍一下。

(一)闪电网络

“闪电网络”是针对比特币处理交易速度过慢提出的一种“链下扩容”对策。

闪电网络通过引入支付通道手段(支付通道我们可以理解成一个智能合约)来实现比特币快速转账。

闪电网络的原理,我们可以理解为:先把一些资金汇集在一起,建立支付通道,然后按照事先约定的方式,把资金池里面的所有权进行承诺转让(先不付钱,先做承诺转让),如果两个人频繁交易,就一直保持这个状态(支付通达打开的状态),如果两个人决定停止交易,就关闭支付通道,结算清楚,这一步才会被记录到主链上。

这个原理就相当于我们日常生活中打扑克、打麻将,我们不是每一局都结算一下谁赢谁输,而是先把钱压在桌子上证明我有钱我输得起,然后打好几局之后,再一起结算输赢。

(二)雷电网络

再说说雷电网络。雷电网络和闪电网络的原理几乎是一样的,只不过,雷电网络是以太坊提出的链下扩容方式。

雷电网络也需要建立支付通道, 在建立支付通道之前也需要做资产抵押生成余额证明,来证明我有钱我输得起,这一步就好比打扑克时候在桌子上先押一些钱。

之后,在交易双方都持有余额证明的情况下,双方可通过支付通道在链下进行无限制次数的转账。只有在完成链下交易,需要将资产转回链上时,才会在以太坊主链上登记主链账户的余额变化信息,而这期间不管发生多少次交易,在主链上是不会有记录的(原理和闪电网络非常相似)。

综上所述,就是小编对于区块链扩容是什么意思这一问题的回答,希望小编的这篇一文搞懂区块链扩容能够更加深入的了解区块链扩容是什么意思。我们来总结一下以上内容,区块链扩容可以分为链上扩容和链下扩容,其中链上扩容又可以分为隔离见证和分片这两种方式,而链下扩容也可以分为闪电网络和雷电网络。不过如果从币种角度来分类的话,隔离见证和闪电网络属于比特币的扩容方式,而分片和雷电网络则属于以太坊的扩容方式。

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