区块链公链的交易速度, 这玩意儿是限制它能够大规模落地的那个最核心的性能指标。现在大家用的那种主流公链, 每秒处理的交易量也就是我们常说的TPS, 大多数都还在千位数以下徘徊。
这个成绩跟银行级别系统那种每秒钟能处理几万笔交易的需求比起来, 那差就不是一点半点, 是差了整整一个数量级。为啥会这样呢? 就是因为共识机制、区块容量以及网络传播这三样东西加在一起的锅, 它们三者叠加在一块儿, 最后就把那个速度的天花板给顶住了。
公链交易速度瓶颈在哪
共识层这个环节是现在遇到的最大瓶颈。比特币网络里, 大约需要花费十分钟才能产生一个新的区块。以太坊的版本更新到了2.0之后, 出块的速度确实提升到了两秒钟左右, 可是单个区块里面能够装下的交易数量还是存在局限性的。尤其是在业务高峰期, 因为处理不过来, 导致大量的交易需要在外面排队等待确认。
采用工作量证明机制的时候, 各个计算节点为了争夺记账权而进行的算力比拼, 这种现象从天然的角度上就带来了出块时间的不稳定和波动情况。虽然基于权益证明的方案运行速度更快一些, 但是参与验证的那一批人的群体规模受到了限制, 所以整体的出块间隔时间还是没有摆脱被约束住的状态。
网络传播的速度也被拖慢了, 所以确认的速度也变慢了。区块是通过Gossip协议进行扩散的, 这个扩散过程是在数千个节点之间进行的。节点的规模越大, 延迟的程度也就越高。这样一来, 一笔交易从提交到最终被确认为止, 往往需要经历多个区块周期的时间才能完成。
怎么提升公链交易速度
扩容方面的路径主要有两个方向。在链内分片这个方法里, 它把状态还有交易都拆分到了并行的子链上去了, 从理论层面去分析的话, 吞吐量指标也就是每秒处理的交易次数是可以提升到原来数值的一倍到一百倍的这么一个大区间的。
然后呢, 对于像Layer 2这样的链外扩展方案来说, 比如说是采用滚存技术的情况之下, 它会选择把主要的处理执行操作压到主链以外的底层去进行, 这时候主链的作用就仅仅只是把数据本身给存储下来了, 在这种模式运作下, 用户使用起来的时候所感受到的体验基本上就是接近于可以马上得到确认结果的这样一种状态了。
从工程的层面来看, 还存在诸如让交易执行能够实现并行处理、把区块中的 gas 上限给增大不少, 以及引入能够有效进行验证的轻客户端等等这样一些优化方面的方向。
只是说, 这些改动情况, 都必须在安全性以及去中心化这两个因素之间反复地来进行权衡取舍, 总之, 就是并不存在什么能够带来单点式突破的捷径可用。
提升公链的交易速度, 它其实是一个需要多方面共同努力的系统工程, 并且并不存在什么能一下子解决所有问题的所谓银弹这样的东西。
在安全性、去中心化程度以及性能表现这三者当中, 人们必须在它们之间做出一些权衡和取舍, 而这种对三者关系的处理方式, 就直接决定了每一条公链会走怎样的技术路线, 并且最终会在整个生态体系中占据一个什么样的位置。
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