捕获科技 | 区块链如何提升每秒交易处理量?

2019-12-24

自诞生以来,区块链的落地应用经历了一段渐进的发展过程。从第一个落地应用比特币,到如今区块链广泛与产业开始结合,区块链技术始终在发展成熟之中,不断地克服技术难关。目前,区块链技术的应用仍以联盟链为主,显然还有很大的技术完善空间。

目前,阻碍区块链技术进一步大规模落地应用的瓶颈中,每秒交易处理量(Transaction Per Second, TPS)是其中最为重要的难关之一。由于区块链网络的TPS远低于传统互联网网络的TPS,导致区块链网络很难负担对TPS要求高的相关业务。因此,如何提升区块链网络的TPS,也成为了区块链技术研发的一个重点方向。

那么,关于这一点,目前有哪些解决方案呢?

(1)共识机制

众所周知,共识机制是一个区块链网络的核心机制之一,很大程度上,共识机制决定了某个区块链网络的特性和性能。以POW为例,比特币由于采用了POW共识机制,为了防止过快的区块生成频率造成频繁分叉,导致其TPS低下。

为了提升系统TPS,各种其他类型的共识机制试图通过牺牲部分去中心化特质来让区块链网络变得更快。例如POS中,各参与方以自身持有的股权为依据,取得记账权,这就使得大股东占据优势,呈现出了一定的中心化特征。当然,为了抑制中心化倾向,研究者们又提出了各种手段,诸如添加币龄概念,或是使用投票选举结构代替的DPOS机制等等。

不得不说,目前的共识机制都有着不同的缺点,对于区块链网络TPS的提升作用有着较为明显的限制。当然,共识机制是区块链技术的核心重点,我们也期待共识机制方面取得重大突破。

(2)链上扩容

链上扩容的基本原理就是增加每个区块所容纳的交易数,从而提升TPS。这种方法主要分为两类,一类是提升区块大小,例如从比特币分叉出的比特币现金,就将区块的最大大小调整到了比特币的8倍,从而提升了TPS。当然,区块大小也不能无限制提升,否则会增大分叉的可能性,影响系统安全,因此这一方法对于TPS的提升也是有限制的。

另一类则是降低区块所包含的交易的大小,这种方法以“隔离鉴证”为代表,通过将交易发起者的签名信息从交易中取出,置于专门的见证字段中,缩减了交易大小。但是由于交易的基础信息不可能无限压缩,这类方法对于TPS的提升也是非常有限的。

(3)支付通道

该类方案将资产流动放在链外,仅将区块链作为最终的清结算工具。也就是说,交易在链外发生,其中的部分牺牲了区块链透明可追溯的特性。这种方案的典型代表是闪电网络,一种比特币支付解决方案。在过去的一年内,闪电网络的发展较为迅速,各种指标都实现了数倍的增长,但是同时也伴随着各种争议,例如安全性、隐私性等等。

闪电网络是否能成为主流呢?一方面,闪电网络可以将TPS提升到与支付宝等传统互联网产品同级甚至更高;另一方面,资产流动在链外进行,没有记录,又使得闪电网络的应用场景大大缩小。如果闪电网络发展顺利,可以在部分对真实性和追溯要求不高的场景里得到成熟应用,但是该类方案仍无法在更多的场景内解决问题。

(4)分片

分片指的是将区块链系统拆分为多条子链,成为多个分片,各个分片之间独立处理自身内部交易。这种方式相当于交易处理并行化,从而实现了TPS的提升。目前,这种方式属于处于早期发展阶段,面临诸多问题,例如跨片交易、安全性、成本控制等等;但是,分片方式也是一种非常值得期待的方式,可能会成为解决区块链TPS问题的一个重点方向。

广州捕获信息科技有限公司位于粤港澳大湾区高新园区——云升科学园内,公司自开创以来,组建了专业成熟的区块链技术研发团队,着重致力于区块链技术的研发。专注创新理念、价值投资、产业结合的创新型科技企业。旗下区块链云平台为企业提供区块链钱包、区块链商城、DApps、区块链交易系统、多功能区块链应用研发与区块链经济运行整体解决方案,区别于传统的商业模式,打造科技创新商业关系,搭建完整的生态结构。帮助更多企业抓住时代的机会,实现自身产业经济增长。

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