還在糾結Layer1、Layer2？可擴展性“第0層”解決方案了解一下_區塊鏈

1、“不可避免”的可擴展性問題

區塊鏈的基本架構依賴于一系列連接的區塊，每個區塊包含信息、并與網絡中的其他相鄰區塊進行交互來執行事務，保存歷史以及將信息廣播到整個網絡中。

這種基礎設施的根本問題在于這些區塊在大小和出塊速度方面受到嚴重限制，這意味著它們只能在一定的時間段內處理那樣多的信息和那樣多的交易。

較少的區塊數量和較小的區塊意味著在任何時候區塊鏈網絡上能夠被處理的信息總量是有限的，這導致了巨大的問題，因為開發人員試圖將其網絡擴容至數百萬個節點和用戶。

可擴展性問題對區塊鏈生態系統帶來了效率極其低下-即交易時間和交易費。在像以太坊這樣的大型網絡中，由于網絡處理大量交易以及運行于其中的信息的能力有限，所以交易時間非常慢。

華鐵應急董事長胡丹鋒：“比特幣礦機”給我們深深上了一課 直到今天都還在付出代價:8月9日晚間，華鐵應急（603300）緊急召開媒體說明會，華鐵應急董事長、實控人胡丹鋒表示，“公司于2015年上市之后，因為這個團隊、尤其是我個人的原因，離開主營業務，做了一些事，尤其是比特幣礦機這個事，這個‘火’今天還在燒，2018年的虧損、監管機構的檢查等，都讓我們知道，離開主營業務是沒有未來的。‘比特幣礦機’給我們深深的上了一課，不但造成了重大損失，還給我們一個教訓，這個教訓讓我們直到今天還在付出代價。”

此前消息，億邦國際董事長胡東稱，該公司8月6日向證監會、上交所和浙江省證監局公開實名舉報華鐵應急，已經送相關材料，懇請監管部門關注。（中證網）[2021/8/9 1:44:24]

基本上，每筆新交易在被正確地記錄在區塊鏈上必須“等著輪到它”。這激勵網絡向在網絡上運行交易的交易用戶收取交易費；這種費用有助于限制在一定時間內進入網絡的交易總數，但對那些依賴網絡來實現其整個運行基礎的開發人員則是個巨大的障礙。

數據：持有1000-10000 BTC的大戶還在積累中:加密分析公司Santiment在推特上表示，隨著比特幣的此輪上漲，我們的數據顯示了不同規模持幣者的各類行為：

- 持有0.1-1.0 BTC：開始以1.35萬美元的價格出售；

- 持有1.0-10 BTC：開始以1.52萬美元的價格出售；

- 持有100-1000 BTC：開始以1.8萬美元的價格出售；

- 持有1000-10000 BTC：還在積累中。[2020/11/25 22:07:04]

總之，目前的區塊鏈太慢，而且對大多數開發人員來說成本太高而無法利用其架構優勢。

2、人們如何解決這個問題？

人們提出了很多方法來解決這個可擴展性瓶頸：Schorr簽名來改進加密處理過程，抽象的語法樹進行默克爾化來減少智能合約的計算規模，增加區塊大小......但到目前為止，最常見的解決可擴展性問題的方法是“第2層”解決方案。

聲音 | 東港股份：公司區塊鏈項目還在發展初期:東港股份（SZ002117）在互動平臺表示，公司區塊鏈項目目前還在發展初期，因此尚未單獨核算區塊鏈業務的盈利水平。我公司重視區塊鏈業務未來的發展前景，并愿意根據市場需要做好相關業務。[2019/12/13]

第2層解決方案本質上是通過在區塊鏈基礎層之上運行一種架構來比一般的區塊鏈架構更快地處理事務。

它通過使用智能網絡和多方支付通道來實現這一點，這些通道將交易連接在一起并讓它們生效而實際上不會被記錄在區塊鏈上；相反，它將事務信息進行緩存并啟動這個過程來將事務廣播到區塊鏈，這意味著事務將要發生，然后將會記錄在區塊鏈中。

這樣目的在于保護區塊鏈的安全和底層基礎設施，實現其隱私價值，而且幫助提高交易速度，這對開發人員來說是一個巨大的勝利。目前，最受歡迎的第2層解決方案稱為“閃電網絡”。

聲音 | 工信部信息化和軟件服務業司董大健：我國區塊鏈技術應用還在探索階段:今日，2019年區塊鏈技術和應用峰會在杭州開幕。工信部信息化和軟件服務業司董大健在會上表示，區塊鏈行業應用方面，已經逐步從數字資產走向供應鏈管理、版權保護醫療健康、智能制造等多個領域延伸拓展，成效初步顯現。當然發展中也存在著諸多問題：1、區塊鏈行業仍缺乏有影響力的企業和產品；2、應用深度有待加強；3、不當應用引發亂象，個別企業運用區塊鏈概念進行非法活動，給經濟社會帶來了不良影響。綜合看來，我國區塊鏈技術應用還在探索階段，需要產學研用方面的共同努力，以加快區塊鏈核心技術的研發和行業運用落地。[2019/7/19]

3、這個長久的問題是什么？

一直存在的問題是，盡管閃電網絡以較低的費用實現了相當快的交易速度，但它的底層架構仍然依賴于信息在區塊鏈廣播的緩慢方式，這意味著它也面臨著可擴展性瓶頸。

現場丨加州伯克利大學教授：目前智能合約安全主要還在應用層:金色財經現場報道，6月26日在圣何塞會議中心舉行的Blockchain Connect會議上，加州伯克利大學教授， Oasis創始人兼CEO Dawn Song表示：“當討論安全的時候，要注意安全的不同層面。是鏈的安全、交易所的安全還是智能合約的安全？目前來看應用層面的安全是智能合約安全的主要的方面，但很多應用方面的問題我們之前已經遇到過了，我們也已經積累了很多技術去解決這種安全問題，應該了解到真正需要解決的問題，然后找到對應的解決方式。”[2018/6/27]

閃電網絡不需要頻繁將用戶交易記錄在區塊鏈上，所以它仍然需要像之前那樣使用區塊，這就存在著已知的那些區塊大小和區塊生成頻率的問題。閃電網絡還引入了新的復雜性，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，以及開啟和關閉支付通道的需求。

因此，閃電網絡的速度和進行新交易的能力仍然受到基礎區塊鏈速度的限制。從本質上講，它對這個速度慢的過程有所加快，這是一種改進。

4、什么是bloXroute？

bloXroute是在區塊鏈可擴展性領域的一個重大進步。它本質上是一個“0層”解決方案，在區塊鏈下運行來提高速度并降低費用。

bloXroute使用區塊鏈分發網絡，它基本上是一個快速中繼節點網絡，可以將區塊傳播到任何的區塊鏈，目前正被使用在比特幣，BCH和以太網主網下。在更高的層面上，BDN做的就是以非常快速，高效和可擴展的方式來產生更多的區塊，這意味著更多事務可以以相當快的速度廣播至網絡中。

5、BDN如何做到這一點？

BDN的運行涉及到很多復雜的聯網和安全協議，但它依賴于：

1、快速中繼服務器。這基本上意味著信息被很快地廣播到整個網絡，而不是慢式的P2P“閑聊”，這需要許多緩慢的“應聲”，直到所有參與者都知道有新的區塊。

2、直通路徑(Cut-throughRouting)。以前，區塊鏈要求整個區塊在被發送給其它節點之前先被接收到。BDN放棄這種做法，在區塊的首個數據包抵達時就將信息進行流處理、發送給所有節點。這將交易速度提高了約10到100倍，遠遠超過迄今為止第2層解決方案所能達到的性能。

3、BDN將區塊壓縮100倍，可以讓更大的區塊按小區塊的速度被廣播出去。

4、拓撲優化。本質上，在廣播區塊時，BDN會找到優化網絡連接的方法來生成解決方案，使得將交易發送通過一系列區塊非常容易。

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

BDN通過解決區塊鏈系統架構中的一些內在問題來幫助解決可擴展性的瓶頸問題。這樣做的好處是信息在區塊鏈網絡上被處理的基本方式有所改善，但仍然保留區塊鏈網絡的所有好處和細微差別。

BDN能夠與任何一種共識協議共用，也不會干擾到區塊鏈的中立性。此外，開發人員仍然可以在區塊鏈上運行第2層解決方案來進一步提高速度。

6、最大的好處是什么？

BDN可以在任何時候讓更多的交易運行在區塊鏈上，這意味著有更多的信息流經區塊鏈。這有兩個方面的好處：

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

以前這受到交易速度慢的限制；沒有開發人員希望用戶必須等待服務器來完成請求和處理事務。使用BloXroute，開發人員現在能夠以希望的速度來運行他們的事務、開發他們的區塊鏈應用。

第二，礦工。礦工是區塊鏈生態系統中的關鍵群體，也是這一行業持續增長的最重要原因之一。BloXroute為礦工提供了更多的回報，因為從本質上來說，更多的交易運行在網絡上，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用的報酬。

7、結論

有一段時間可擴展性一直是區塊鏈的熱門話題，它也是去中心化市場擴張和區塊鏈創新動力的最大挑戰之一。第2層解決方案提供了一個可靠的臨時解決方案。

但是，隨著這些協議變得越來越流行，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，但是這種設計不穩定，也不能保持區塊鏈的去中心化本質。

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

對于區塊鏈生態系統中面臨的最重大挑戰之一，它是一種用途廣泛，可擴展且技術先進的解決方案。

相關聲明：本文作者是PanteraCapital的合伙人，bloXroute投資方。

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譯者簡介：Chuan，區塊鏈研習社特約作者。

聲明：本文為作者獨立觀點，不代表區塊鏈研習社立場，亦不構成任何投資意見或建議。

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