金色財經區塊鏈8月25日訊 眾所周知，區塊鍊網絡十分強大，它可以為用戶提供共享分佈式數字賬本，從而使得點對點網絡中的參與者能直接交換信息或資產，而無需依靠中介。然而，由於架構原因，區塊鏈無法同時高效地達到去中心化、安全性和可擴展性這三個目標，而只能三者取其二，這也被稱作是“區塊鏈不可能三角”理論。
對於大多數區塊鏈來說（如比特幣和以太坊），它們都選擇了去中心化和安全性，而犧牲了可擴展性。不過隨著鏈上技術的不斷突破，“三者兼得”即將成為可能。下面就請跟隨本文一起來看看以太坊如何在不影響其他兩個屬性的情況下進行擴展。
多年來，“不可能三角”理論一直困擾著區塊鏈行業，許多替代Lay1 甚至還選擇了犧牲去中心化來換取交易速度。儘管這樣做有助於改善用戶體驗，但是一旦選擇了中心化，那麼與去中心化相關的創新、文化或是收益都將無法實現。雖然以太坊上已經出現了包括plasma和側鏈在內的一些擴容解決方案，但仍然沒有達到設計目標。
模塊化以太坊
從總體來看，區塊鍊主要肩負著三大任務：執行、共識和數據可用性。執行指的是所有交易的發生，共識指的是網絡參與者就所發生的事情達成一致，數據可用性則保證了所有人都可以訪問數據。區塊鏈自誕生以來一直都是單片的，也就是說它需要在單鏈情況下執行所有這三個任務。然而令人興奮的是，在十多年後的今天，模塊化區塊鏈架構終於出現了，它利用專業性概念將這些任務分成了不同的獨立鏈。預計到 2022 年9 月，也就是以太坊升級到權益證明 (PoS) 時，每個任務都將會具有各自不同的鏈：共識將由PoS 信標鏈處理，數據可用性將由當前的以太坊鏈處理，執行則將由Lay2 處理。值得一提的是， Lay2 是建立在以太坊（Lay1）之上的獨立區塊鏈，相比於Lay1 ，Lay2 有著更快的吞吐量和更低的費用，同時還兼顧了去中心化和安全性。
現如今，儘管以太坊上已經湧現出了許多 Lay2 ，但離擴展目標似乎還很遙遠。以太坊目前的處理速度大約是 10 TPS（每秒交易量），但要實現其擴展目標，速度至少還要提升 100,00 倍（Visa 的處理速度大約是 65,000 TPS）。而為了能擴展到100 萬TPS，以太坊還需進一步完成以下三件事情——改進rollups、分片和增加網絡帶寬。
1、Rollups — 使吞吐量提升 100 倍
Rollups 是種獨立的區塊鏈，可以承擔執行交易的任務，因此有了它以太坊就可以專注於共識和數據可用性了。在Rollups 而不是主鏈上執行交易可以使以太坊網絡擴展10 倍。此外，通過升級的數據壓縮技術可以實現更多方面的優化。數據壓縮指的是減少代表相同基礎信息所需的細節數量，如果將壓縮數據發佈到以太坊將可以進一步降低成本，同時可以將可擴展性再提升 10 倍。
2、數據分片——使吞吐量提升 100 倍
目前，每個共識參與者都必須從區塊下載所有的數據，並且在驗證區塊之前率先對數據進行獨立驗證。整個過程非常低效，使之成為了區塊鍊網絡的一大瓶頸。而分片作為一種擴展數據可用性的網絡架構，它允許網絡參與者只下載所有數據的樣本，同時又保證了數據的可用性，將以太坊可擴展性提升了 10 倍。除此之外，分片還引入了一種新的交易類型——“攜帶 blob 的交易(blob-carrying transactions)”。與目前的交易類型相比， Lay2 上攜帶 blob 的交易成本要低得多，並且可以將以太坊可擴展性再提升 10 倍。
3、網絡帶寬——使吞吐量增加 10 倍
以太坊最後需要改進的一部分——“網絡帶寬”，與前面兩部分的不同之處在於，它依賴外部技術的進步來擴展網絡。通常情況下，消費者帶寬每年增加大約50%（類似於摩爾定律）， 因此大約需要五到六年的時間才能實現10 倍的帶寬增長。下圖展示了從1983 年到2019 年網絡帶寬的增長情況。
總結
以太坊若想獲得大規模採用，提升可擴展性刻不容緩。而以太坊一旦合併成功（預計 2022 年9 月完成），文中提到的這些擴展技術定將成為優先發展事項。考慮到新技術的不成熟以及網絡帶寬的增長限制，以太坊預計可以在未來六年內擴展到100 萬TPS。
本文部分內容編譯自coinshares