隨著最近區塊鏈技術的用例大幅上漲（從NFT 到預言機），以太坊等協議出現了一個重大問題。對在區塊鏈上進行交易的高需求導致為它們提供動力所必需的汽油費變得越來越昂貴。同時，事實證明，添加到區塊鏈中必須執行的算法既浪費又緩慢。簡而言之，區塊鏈有一個主要的吞吐量問題——甚至可能破壞Web3 的到來。那麼正在做什麼呢？
區塊鏈三難困境
以太坊區塊鏈的聯合創始人Vitalik Buterin 提出了一個所謂的“區塊鏈三難困境”，這意味著開發人員必須在去中心化、可擴展性和安全性之間做出權衡——而不能同時提供這三者。在目前的化身中，可以說以太坊優先考慮後兩者。
期待已久的以太坊2.0 是對這些擔憂的回應，但它已經醞釀了很長時間（自2014 年以來），甚至它的名字都已被棄用。升級背後的想法是讓以太坊同時更具可擴展性（目標是每秒支持數千筆交易）、安全和可持續——同時仍然保持去中心化。
就目前而言，以太坊節點（為區塊鏈提供動力的計算機）難以處理每秒所需的交易。得知以太坊每秒只能處理1545 筆交易，你可能會感到驚訝——這嚴重限制了去中心化應用程序的能力。為了解決這個問題，以太坊希望增加節點的數量而不是增加節點的大小（這將限制只有那些擁有最強大和最昂貴的計算機的人才能訪問）。
Vitalik Buterin – 以太坊
權益證明
讓我們仔細看看以太坊升級背後的技術。它的主要創新之一是將驗證交易的方式從工作量證明轉變為權益證明。前者涉及礦工解決複雜的數學問題，以便將新塊添加到鏈上——正如我們之前提到的，這既慢又昂貴。相反，股權證明是讓用戶將加密貨幣質押為驗證者。然後隨機選擇它們來創建新塊以及檢查和確認其他人創建的塊。
你會記得Buterin 的三難困境意味著去中心化應該以犧牲安全性和可擴展性為代價。但以太坊正在押注權益證明的力量，以使其能夠克服這個問題。這是因為權益證明確保進入門檻很低。用戶可以質押ETH 代幣，成為處理交易並在鏈上創建新區塊的驗證者——與目前保護網絡的挖礦相比，這更容易進入。
分片鍊和匯總
除了權益證明昇級之外，還有另一個可擴展性的關鍵特性：分片鏈。這個想法是通過創建稱為分片的新鏈來幫助以太坊處理更多交易並更有效地存儲數據。
這些分片是同時保護Web3 的金鵝——去中心化的努力的一部分。質押者將被隨機分配以驗證分片鏈，計劃總數為64 個。分片鏈將只需要驗證者存儲和運行他們正在驗證的分片的數據，而不是整個網絡——這使得成為驗證者更容易訪問，硬件密集度更低。
最初的計劃是讓分片鏈只向網絡提供數據，無法處理交易。使用它們來提高吞吐量的關鍵是通過稱為匯總的技術。這些允許交易在以太坊主鏈之外執行，然後與加密貨幣證明一起重新提交——本質上是在數據保持打開的同時進行鏈下計算。
結合所有升級，以太坊的目標是每秒處理100,000 筆交易——這是目前實現的指數級增長。然而，在提供這些升級方面，以太坊正在採取緩慢的方法——選擇隨著時間的推移推出改進。信標鏈形式的股權證明元素於2020 年12 月發貨。實際上將其與以太坊主網絡合併計劃於2022 年進行，而分片鏈的目標是在2023 年發布。
以太坊之外
儘管它很受歡迎，但以太坊遠非唯一的區塊鏈，其他人正在嘗試吞吐量價格以不同方式解決可擴展性問題。側鍊是一個突出的例子，即一個區塊鍊鍊接到另一個區塊鏈的做法，允許代幣在兩者之間移動。例如，Liquid Network 與比特幣配對作為主鏈。它的工作原理是讓用戶能夠將硬幣發送到主鏈上的輸出地址，此時硬幣將出現在Liquid Network 中。在他們的業務完成後，資產可以移回主鏈。
解決區塊鏈三難困境繼續證明是一項非常艱鉅的任務——但只有當它完成時，Web3 的全部潛力才有機會被釋放。顯而易見的是，沒有一種方法可以滿足要求——即使結合使用，估計的速度仍然只是我們在傳統計算中習慣的一小部分。
資訊來源：由0x資訊編譯自GMW3。版權歸作者William Smith所有，未經許可，不得轉載
