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小安论币:区块链发展的障碍和瓶颈

首先是性能方面,性能问题从区块链最开始就被大家意识到,直观的体验就是速度,也就是一个交易多久能被确认。

最初这个瓶颈是共识算法,Nakamoto 共识最初 10 分钟一次出块,平均交易确认延迟是 5 分钟。而后以太坊将出块区间降到了 15 秒,期望平均交易确认延迟是 7 秒。但真的是 7 秒就能被确认了吗?其实并不是。

这时,性能的瓶颈变成了吞吐量,虽然交易确认延迟是 7 秒,但是大多数交易在排队,除非给出很高的交易手续费来插队。吞吐量之所以受到限制,是因为普通全节点的带宽,也就是互联网的平均带宽。这个限制和共识算法是本质无关的。很高兴这一点终于被很多团队认识到,避免设计出一些只能运行在本地数据中心内部的高吞吐量系统。

要突破这个限制,唯一的出路是切分吞吐量,让不同的全节点负责不同的部分。分片就是完成这种切分的有效方案,当然未来也可能有其它的方案。在吞吐量问题解决之后,速度上的体验又会回到交易确认延迟这个事情上。

当然这个时候的要求就不是要达到几十秒,而是应用会希望可以达到更低的延迟,比如 1 秒甚至以下。计算机系统,在同一个层面的设计上,吞吐量和延迟通常会有矛盾。

其次,便是容量问题,其实容量问题包含两个方面,一个是内存中的账簿状态,每个用户的余额以及智能合约的状态,另一个是磁盘中归档的历史交易记录。

比特币几乎没有被扩展用户状态,并且吞吐量又很低,所以在那个时候,这个容量完全不是问题。但是在吞吐量提升,并且 DApp 开始逐渐繁荣之后,容量问题便逐渐Convex显出来。和吞吐量类似,这个问题之所以受到限制,是因为普通全节点的内存和硬盘的容量限制所致。

这个限制也是和共识算法本质无关的。突破这个限制,唯一的出路也是切分容量的负担,让不同的全节点负责不同部分的账簿状态以及交易归档。关于这点,很多人将希望寄托在了分片技术上,分片就是完成这种切分的有效方案,当然未来也可能有其他的方案。

账簿状态压缩,历史交易压缩都是很好的实践,可以和分片方案一起用。但是这些方向始终受限于单个全节点的本地资源限制,能提高几倍已经是非常不易,而设计良好的分片系统可以提高成百上千倍。交流请加笔者!

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文章标题:小安论币:区块链发展的障碍和瓶颈

文章链接:https://www.btchangqing.cn/271425.html

更新时间:2021年06月02日

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