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文章內容僅供學習參考，非投資建議
原文標題：Layer-1 Performance: Comparing 6 Leading Blockchains（CoinCodex）
原文作者：Aaron Watts
原文譯者：Catherine
編譯標題：Layer 1 性能：比較6 個領先的區塊鏈
目錄
- 交易速度
- 可擴展性
- 節點數和雲服務依賴
- 能源效率
- 跨鏈橋
- 終端用戶密鑰管理
- 區塊鏈性能
中本聰開發的比特幣和區塊鏈標誌著全球金融革命的潛力，然後，以太坊智能合約的引入使得去中心化應用程序（dApps）的增長超出了中心化公司的控制。
但比特幣和以太坊的性能都受到限制，導致許多人認為區塊鏈本質上是緩慢、昂貴且難以擴展的。
已經出現了一系列Layer 1 協議，旨在改善不同用例中的這些缺點，儘管由於性能指標和數據的差異，很難比較區塊鏈協議，但交易、可擴展性、節點和能源效率等元素可以幫助評估它們的相對優點。
考慮到這一點，讓我們根據這些參數比較6 個區塊鏈——以太坊、Cardano、Solana、Avalanche、Algorand 和Internet Computer。
交易速度
決定區塊鍊網絡效率的關鍵指標之一取決於它處理交易的速度，這涉及到兩個具體方面：每秒交易量（TPS）和區塊終結性或交易終結性，TPS 是指區塊鏈在一秒鐘內可以成功處理多少筆交易，區塊終結性表示從區塊啟動到其在分佈式賬本上的最終不可逆轉結算之間的持續時間。
Cardano：2 TPS / 10-60 分鐘終結
據稱，Cardano 可以處理250 TPS，報告的區塊確定時間為10 分鐘到一個小時，具體取決於網絡擁塞情況。據稱，其Layer 2 擴展解決方案Hydra 理論上可實現高達100 萬的TPS 和瞬時區塊確定性。但第三方測量顯示，Cardano 目前僅支持大約2 TPS。
以太坊：15-20 TPS / 14 分鐘終結
以太坊通常處理15-20 TPS，區塊確定時間為14 分鐘。在極端網絡擁塞期間，這個比率要高得多，完成交易可能需要14 分鐘以上。用戶通常必須為每筆交易支付“Gas” 費用，具體取決於流量，去年達到1000 美元的峰值。以太坊正試圖糾正這一點，即將推出的分片和Layer 2 擴展解決方案有望提高交易速度。
Algorand：20 TPS / 4-5 秒終結
Algorand 理論上報告處理1,200 TPS 並打算立即將其增加到3,000 TPS，根據其指標頁面，它實際上處理了20 TPS，Algorand 擁有4-5 秒的區塊確定時間。
Solana：2,000-3,000 TPS / 21-46 秒終結
Solana 理論上可以處理65,000 TPS，但在實踐中，它處理大約2,000-3,000 TPS。當交易在2021 年9 月達到400,000 TPS 的峰值時，它遭遇了中斷，引發了對其不穩定性的擔憂。 Solana 的理論交易完成時間為400-500 毫秒，但“樂觀確認” 實際上需要21-46 秒。
Avalanche：4,500 TPS / 2-3 秒終結
Avalanche 報告稱其測試網可以處理4,500 TPS，生產就緒版本最終目標是20,000 TPS。但目前，對於EVM 兼容的C-Chain，它只能處理大約9 TPS。 Avalanche 報告的交易完成時間不到一秒，但可能需要大約2-3 秒。
Internet Computer：11,500 TPS / 1 秒終結
Internet Computer 當前配置為處理高達51,666 TPS，但最近的性能測試表明11,500 TPS 和dapp 的最終速度為1 秒。這種高比率是由於區塊鏈將更新調用（狀態增強）與查詢調用（狀態中立）區分開來，Internet Computer 可以在幾毫秒內處理超過250,000 個只讀查詢調用。
可擴展性
當區塊鏈支持高交易吞吐量並且可以增長以適應新用戶時，它們是可擴展的，可擴展的區塊鍊是網絡流量不會顯著影響整體性能的區塊鏈。
以太坊：不是十分可擴展
鑑於以太坊基於PoW 運行，以太坊目前的可擴展性不高，但它計劃通過遷移到PoS 來增加容量和可擴展性。它的目標是擁有64 個帶有信標鏈的分片鏈，以實現進一步的可擴展性。
Cardano：不是十分可擴展
Cardano 在擴展和增加容量的能力方面同樣受到限制，但它的目標是在今年某個時候實施Layer 2 Hydra 升級，預計這將允許在鏈上和鏈下處理相同的代碼。
Solana：不是十分可擴展
Solana 在2021 年遭受了嚴重的“資源枯竭”，並在去年1 月發生了六次中斷，這表明其可擴展性有限。 Solana 的歷史證明共識協議與PoS 相結合，每年還會產生大量數據（2 TB）。 Solana 將數據存儲在Arweave 中，從而將敏感的用戶數據外包給依賴集中式Web2 技術的二級來源。
Avalanche：不是十分可擴展
Avalanche 擁有三個鏈：交換鏈（X-Chain）、平台鏈（P-Chain）和合約鏈（C-Chain），每個鏈都管理著迷你網絡。與Solana 一樣，Avalanche 也使用Arweave 和Ceramic 通過集中式Web2 技術在鏈下存儲數據，因為它沒有自己的存儲設施。
Algorand：更高的可擴展性
Algorand 使用權益證明共識的變體，稱為純權益證明，協議通過該共識選擇區塊提議者和驗證者。利用稱為可驗證隨機函數(VRF) 的加密過程，Algorand 使用自選算法來選擇區塊創建者。與標準的權益證明協議不同，這種方法可以快速跟踪計算過程並幫助Algorand 進行擴展。
Internet Computer：無限可擴展性
Internet Computer 的基礎設施在基礎層具有獨立的節點機器，這些節點機器結合起來形成獨立的子網區塊鏈。子網託管結合代碼和數據的“容器” 智能合約，並將執行分為更新和查詢調用。每個子網都可以在不依賴其他子網的情況下處理更新/查詢調用，從而允許網絡通過添加節點和形成新子網來按需擴展。
節點數和雲服務依賴
區塊鏈節點的數量及其分佈是網絡相對去中心化的有力指標，由於在鏈上存儲智能合約數據的成本可能非常高，大多數dApp 通常依賴於集中式服務器和雲提供商（如AWS、谷歌云、微軟Azure 和阿里雲）來存儲數據並託管其客戶端-服務器接口。
Internet Computer：443 個節點/ 每GB 5 美元
Internet Computer 擁有443 個在全球獨立數據中心運行的節點，沒有一個是集中式雲提供商。節點運營商具有確保區塊鏈能夠響應HTTP 請求並在沒有中介的情況下交付Web 內容的硬件要求，每年存儲1 GB 數據的鏈上智能合約數據的成本為5 美元。
Avalanche：1,243 個節點/ 每GB 988,000 美元
Avalanche 有使用AWS 設置節點的文檔，表明其1,243 個節點中的很大一部分可能託管在AWS 上，在鏈上存儲1 GB 數據的成本為988,000 美元。
Solana：1,603 個節點/ 每GB 1,000,000 美元
大多數Solana 節點都託管在AWS 等集中式服務器上，它的中斷引發了人們的擔憂，即如果33% 的節點離線，Solana 將停止驗證新交易，在Solana 上存儲鏈上數據大約需要100 萬美元。
Algorand：1,997 個節點/ IPFS 鏈下存儲
Algorand 報告有大約2,000 個節點，但它們託管在集中式服務器上，雖然沒有確切的數字，但Algorand 依靠AWS 來擴展其網絡。 Algorand 沒有使用鏈上存儲，而是使用星際文件系統(IPFS) 來存儲數據。
Cardano：3,173 個節點/ 數據存儲不足
Cardano 基金會與IOHK 和Emurgo 最初建立了運行網絡的節點，他們將區塊生產過程移交給了網絡的權益池運營商，目前數量為3,173，目前尚不清楚有多少是雲。 Cardano 是一個僅可附加的分類賬，用於記錄資產所有權和轉移，對於永久存儲文件是不切實際的。
以太坊：6,000 個節點/ 每GB 73,000,000 美元
以太坊在全球擁有大約6,000 個節點，其中大部分在集中式服務器上運行，2020 年，Decrypt 報告稱70% 的以太坊節點在AWS 上運行。在以太坊主網上存儲1 GB 數據的成本會波動，但目前成本超過1 億美元。
能源效率
區塊鏈技術必須減少其碳足跡才能變得可持續，能源密集型工作證明共識會對氣候產生不利影響，因為礦工需要大量能源來為其設備供電。
估計顯示，每筆基於以太坊的交易消耗238 千瓦時（kWh）的能源，作為參考，100,000 筆VISA 交易消耗149 千瓦時的能源，以太坊礦工每年消耗約45 太瓦時的能源，以太坊向權益證明的過渡預計將大幅降低其能源消耗。
Internet Computer 在鏈上運行的每筆交易消耗1.3 千瓦時的能源，而不是外包給集中式雲提供商。
現有的權益證明區塊鍊為單個交易消耗少量能量，Cardano 單次交易僅消耗0.5 千瓦時，而Solana 上的交易消耗0.00051 千瓦時能源。
Crypto Carbon Ratings Institute 的一份報告顯示，Avalanche 每筆交易消耗0.00476 千瓦時，Algorand 每筆交易消耗0.0027 千瓦時。
然而，這些區塊鏈中的每一個都將存儲和託管外包給集中式服務器，這表明隱藏的碳足跡。
跨鏈橋
區塊鍊網橋支持在兩條獨立鏈之間傳輸數據包和數字資產，Cardano 依靠Force Bridge 與Nervos 區塊鏈進行交易，並與Bondly 合作連接以太坊和Cardano NFT。 Avalanche 使用Avalanche Bridge 與以太坊執行資產轉移。
Algorand 最終將使用倫敦橋與以太坊連接，同樣，Swingby 正在開發Skybridge 以將比特幣與Algorand 連接起來，而Solana 使用Wormhole 與以太坊連接。
黑客最近從Wormhole 竊取了價值3.2 億美元的加密貨幣，各種漏洞利用表明鏈橋如何容易受到惡意行為者的黑客攻擊，根據Chainalysis 的研究，在過去一年中，黑客在七起事件中竊取了超過10 億美元的加密貨幣。
Internet Computer 具有連接以太坊的Terabethia 橋接器，它還支持無橋的鏈間集成，僅依賴於區塊鏈的去信任屬性，它正在與比特幣網絡集成，為開發人員提供一個API 來構建比特幣智能合約，與以太坊和狗狗幣的集成將隨之而來。
終端用戶密鑰管理
區塊鏈的採用仍然相當緩慢，因為用戶對需要安全存儲選項的安全密鑰管理持謹慎態度，Facebook 和Google 等Web2 應用程序依賴於簡單的單點登錄(SSO) 解決方案，而對於大多數Web3 dApp，用戶必須使用複雜的私鑰並設置加密錢包才能訪問平台。
在Internet Computer 上，用戶可以使用移動設備的指紋傳感器、面部識別、安全密碼、鎖定圖案等在本地設置互聯網身份，互聯網身份可幫助用戶匿名驗證自己的身份，而無需擔心私鑰。它還適用於“反向Gas” 模型，開發人員按Cycles 向智能合約收費，因此用戶無需持有代幣來支付Gas。
以太坊依靠AWS 等中心化公司來存儲密鑰和管理賬戶，而Solana 依靠Torus 等利用Facebook 或Google 賬戶提供平台訪問權限的解決方案，不幸的是，這損害了區塊鏈技術的去中心化精神。
Avalanche 用戶需要管理自己的密鑰，類似於Cardano 用戶和Algorand 用戶，這可能涉及復雜的密鑰和代幣錢包。
區塊鏈性能
歸根結底，性能最好的區塊鍊是在各種用例（即DeFi、NFT、遊戲和各種dApp）中為開發人員和用戶提供最大價值的區塊鏈。
為此，需要了解給定的Layer 1 協議在開發人員和用戶體驗方面提供了什麼，以及其生態系統和相關能力的承諾。
超越性能指標，看看上面討論的每個區塊鍊網絡在不久的將來會發生什麼，將會很有趣。
