目前的加密貨幣還處于初級階段，沒有任何意義上的規模采用。區塊鏈技術的可伸縮性是主流采用的一個關鍵障礙，它涉及事務總量和處理事務獨立參與者的數量。在考慮到安全和分散的挑戰時，這一點尤其值得深思。

Visa以最快的速度處理大約24000筆交易（TPS），但是，像比特幣和以太坊這樣的領軍企業的交易額遠低于這一數字。 許多其他項目聲稱全球規模的TPS - 例如EOS或Zilliqa--但這些大多是未經測試的聲明。

目前已經提出了許多縮放的方法，無論是第一層的“鏈上”解決方案還是在區塊鏈“鏈外”之上構建的第二層解決方案。但對于如何最好地部署可伸縮性度量，有許多不同的觀點，而這些對話最終都被項目技術復雜性或部落關系所籠罩。

第一層vs第二層

隨著閃電、等離子體、Raiden 和 Sprites等第二層解決方案的不斷發展，第一層解決方案繼續在區塊鏈的進化中扮演著重要的角色。

正如倫敦國王學院（King’s College London）助理教授、英國首個加密貨幣博士帕特里克?麥考利（Patrick McCorry）所言：“區塊鏈（和一個中央操作符一起使用）為各方提供了一種美麗的方式，來證明中央操作符沒有作弊。”我設想了許多區塊鏈鏈，希望它們是從流行的區塊鏈中引導出來的。我相信第二層，但是沒有第一層就不行。

未來可能不會壟斷吃的局面，相反區塊鏈將采用各種互補的補丁來大規模執行。但是現在區塊鏈中有太多的活動，所以我們有可能超越我們自己，超越第一層。

第一層解決方案在未來將扮演什么角色？在麥考利看來，“閃電、等離子體、Raiden 和 Sprites等第二層協議應該被視為‘樂觀協議’。”如果每個人都進行合作，那么所有事情都可以在相關方之間本地執行，而不是所有事務都需要發送到網絡。

“第二層最終受到第一層可伸縮性的限制——因此兩者并行解決至關重要。這份聲明中所暗示的樂觀取決于每個人是否合作，麥考利承認，事實可能并非如此。“然而，如果一方不合作，那么在第二層解決方案（即支付、游戲等）中執行的應用程序必須回到區塊鏈。因此，第二層最終受到第一層可伸縮性的限制——因此，兩者并行解決至關重要。

對吞吐量的追求

比特幣的TPS不斷變化。不過，在目前的形式下，網絡支持的TPS不超過7個，而以太坊在14個TPS左右的性能也好不到哪里去。如果最終的目標是建立一個分散的全球金融體系，那么弄清楚如何大幅增加這些數字顯然是至關重要的。

“一種方法是增加比特幣和以太坊的塊大小，但這還不夠好，”麥考利說。“在規模上，一旦在網絡上傳播一個塊所花的時間比創建一個塊所花的時間要長，這就會崩潰。”

“我們需要新的區塊鏈和共識協議，可以加快‘確認’一個塊所需的時間，我們需要評估一些簡單的問題，比如一次確認一個塊或一個塊的分支是否更有效？”以及還有其他需要問的基本問題：每個對等點應該驗證網絡上的每個事務，還是我們可以分配驗證工作？

多種解決方案

好消息是，技術領域中的一些最聰明的頭腦正在研究區塊鏈可伸縮性第三重問題問題——如何平衡可伸縮性解決方案與安全性和分散性的考慮。

如果您查看文獻，區塊鏈可伸縮性的主要思想之一是分片的概念：不同的節點子集處理區塊鏈的不同部分，從而減少每個主節點的工作。

分片并不是一個新概念，但是數據分片以減少區塊鏈節點必須存儲和處理的數量是它的一個新應用。

分片

以太坊已經證明了成為一個功能強大、開源、真正分散系統的潛力，盡管可伸縮性瓶頸似乎是一個嚴重的生存威脅。分片目前正在以各種各樣的新形式進行探索。也許最引人注目的是Ethereum Foundation developer和Vlad Zamfir背后的一個想法，他認為分片是真正的區塊鏈縮放解決方案。

當然，以太坊正在從多個角度來解決這個可伸縮性問題——這是一個經過長期討論的項目，涉及到Beacon Chain， Casper FFG和eWASM等領域。具體來說，PoS共識可以簡化驗證誰擁有最大利害關系和最大哈希值能力的過程，從而使區塊鏈更快。

OmniLedger

另一個最近推出的解決方案是OmniLedger，一個安全的，可擴展的分布式分類帳。OmniLedger宣稱，它是首批實現“簽證級別”吞吐量的公司之一，同時保留了完全分散的功能，并能抵御錯綜復雜的對手。OmniLedger通過將狀態分割為多個分片并使用分布式隨機性安全地分配驗證器來實現這一點。為了保持分片之間的一致性，OmniLedger建議驗證器同時使用一個新的并行共識算法和一個原子提交。

Chainspace

chainspace由穆斯塔法?巴薩姆（Mustafa Al-Bassam）和倫敦大學學院（University College London）的一組研究人員開發，其口號是“在全球范圍內分散基礎設施”。它們的創建是一個分散的平臺，支持智能合約，并在對象上執行用戶提供的事務。

Chainspace以一種新的方式實現了可伸縮性——它提供了“高吞吐量和低延遲，通過一個快速、兩階段切分的拜占庭原子提交協議（S-BAC），一個分布式提交協議來保證一致性”。“它還具有一個無領導的共識協議，為每個分片內部的操作提供快速的終結。

Polyshard

Polyshard是由Yu Mingchao和南加州大學的一組研究人員創建的，是一種用于區塊鏈編碼存儲和計算的新協議。用他們的話說，“Polyshard是一種多項式編碼的分片方案，它在存儲效率、系統吞吐量以及信任方面達到了信息理論的上限，從而實現了一個真正可伸縮的系統。”

“許多分片提案在效率擴展方面失敗了，因為它們損害了信任。在最近發表的一篇論文中，Yu等人討論了許多分片提案在效率擴展方面失敗的事實，因為他們在信任上妥協，并接著解釋了Polyshard是如何解決這個問題的。Polyshard的論文還包括一些令人著迷的數值模擬，這些數值模擬演示了協議固有的性能改進。

最終的想法

許多區塊鏈不能伸縮的原因是關鍵的基礎存儲和計算方法涉及到完全復制，這意味著每個網絡節點必須存儲整個區塊鏈并復制所有計算。雖然這使得比特幣之類的東西高度安全，但它也導致了當前的可伸縮性困境。

對于當前一代的區塊鏈來說，規模擴張可以說是最大的挑戰，盡管過去幾年大肆宣傳，但仍需要更多的時間來消除這些問題，并讓其中一些解決方案成熟起來。

從內部看

今年11月， Institute研究所在阿姆斯特丹共同舉辦了一個以第一層解決方案為重點的主工作室。在研討會上，將會有來自Chainspace和Omniledger等公司的專家來分享他們的工作和對區塊鏈未來的展望。

這是一個深入挖掘區塊鏈可伸縮性核心問題的機會，也是一個學和與那些在這一重要領域突破界限的人合作的機會。區塊鏈技術正在以令人眼花繚亂的速度發展，成為社區的活躍分子是跟上潮流的最好方法。