深度分析區塊鏈技術未來性能和可伸縮性標準的展望

性能和可伸縮性

從一開始，區塊鏈平臺就一直難以根據網絡需求進行擴展，并一直在處理可伸縮性和性能問題。我們越是希望使用區塊鏈平臺，我們能夠做到的就越少。比特幣和以太坊——最大、最受歡迎的區塊鏈平臺的情況與新項目一樣。以太坊提高了比特幣的吞吐量——每秒處理20筆交易（TPS），超過了比特幣的最高7筆交易——但仍遠遠落后于面向大眾市場的可用性。

相比之下，VISA網絡每秒處理2.4萬筆交易，據稱每秒處理能力超過6.5萬筆（VISA Factsheet 2017）。很明顯，漸進式的改進并不能提供所需的TPS功能;需要新的解決方案來重新處理區塊鏈技術處理交易的方式。額外的性能挑戰存在于延遲、計算成本、時間，以及存儲需求。因此必須用一個普遍適用的鏈不可知的解決方案來解決。

到目前為止，大多數性能解決方案都在第1層：本機區塊鏈的限制范圍內運行。這些解決方案尋求重新解決如何處理交易（例如，通過分片并行處理）或區塊鏈如何達成共識（PoS與PoW）。

第一層擴展解決方案已經幫助逐步推進了區塊鏈技術，但是還沒有提供從概念到分布式賬本中所需用例的轉換。該行業需要一種解決方案，可以使我們在將遺留系統遷移到區塊鏈生態系統時達到所需的性能水平，但又不會損害區塊鏈的安全性或分散式好處。

成本

作為一種新的支付貨幣和數字價值存儲，加密貨幣是區塊鏈最接近的用例。一杯咖啡可以用比特幣買到，但很少有人這樣做，因為使用加密貨幣的體驗無法證明其成本是合理的。求同存異不會激勵用戶和商家。

使用比特幣網絡的成本高得令人望而卻步，與消費者的購物方式也不一致。越來越多的日常購買依賴于微交易——低價值、高交易量——這些交易無法在比特幣或以太幣網絡上有效或實際地處理。商人的成本太高，兌換貨幣的價值波動太大。此外，這還沒有考慮到執行支付所需的時間，這與我們對即時交換的期望是不一致的。下圖顯示了比特幣網絡上以美元計算的交易費用中值，并顯示了最近幾個月由于交易量的增加而出現的大幅增長。

比特幣美元交易費用中值（來源：https://bitinfocharts.com）

這說明，當前的區塊鏈平臺不適合實際應用程序，因為實際應用程序涉及大量低價值的交易。雖然交易費用占使用區塊鏈平臺成本的很大一部分，但還有其他因素需要考慮。Erik Voorhees在2017年發表的關于比特幣交易真實成本的論文中將其定義為費用（F）、確定這些費用的時間（T）和不確定性風險（Ru）的函數為： 成本= F + T + Ru

當比特幣被用于執行價值交易時，產生的成本不僅是礦商的交易費用，還有時間和不確定性。

區塊鏈目前面臨可擴伸縮性成本問題。2015年9月，以太坊的日均交易量為5794筆。在2019年第一季度，這一數字躍升至平均每天53.4萬筆以上。2018年1月，每日交易額達到峰值，超過134.9萬筆（Etherscan）。在此期間，在許多其他區塊鏈平臺上也出現了類似的增長。這導致了交易費用和平均確認時間的增加。2017年12月，比特幣在mempool中排隊交易超過20萬筆。

用例

每一個現有的技術限制都給區塊鏈帶來了最大的挑戰：即如何從一個令人興奮的概念變成一個可用的、可靠的基礎設施，從而從根本上改變個人連接、交互和交易的方式。區塊鏈是通過一個發人深省的概念構思出來的，而不是作為一個現成的商業系統或渠道。如果它要成為未來數字經濟的基礎技術，就必須不斷創新。

除非分布式賬本技術能夠與現有解決方案的經驗和功能（可伸縮性、吞吐量、成本和可靠性）相匹配，并具有廣泛集成和使用所必需的可訪問性，否則不太可能實現大規模的市場采用。