区块链扩容是什么？未来将如何发展？

杨桂花 2018-07-30 1431

区块链

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描述

　　扩容问题是目前区块链面临的主要障碍，不论是短期和长期扩容方案，都是需要的。现在有人提出权威证明（Proof-of-Authority），并且把它作为短期的扩容解决方案。

　　什么是扩容？

　　在以太坊中，我们定义扩容为随着用户（DAPP）增加，提高主网性能（吞吐量，延迟）的能力，而且不会影响到用户体验（燃料费用，转账时间）。网络架构必须要随着应用变多，而能适应新的需求，而不是相反。

　　以太坊现在的状态

　　现在，以太坊不能扩容。但是需要我们记住地是，它就是按照这个方式来设计的，所有的区块链协议都是这个方式。在处理转账的时候，每个全节点都会存储状态数据，其中包括智能合约代码，账户余额和存储空间。这会确保高度的安全性，但是扩容性却被损失了。幸运地是，扩容以太坊的支架代码正在构建。例如各类扩容项目，这些技术都会很好地满足扩容需求。但是，此文会更专注于已经可行的扩容方案：权威证明（Proof-of-Authority）。

　　现在的问题是什么？

　　DAPP现在立刻需要扩容方案。如果没有，那么问题就会出现：首先，在测试和启动的时候就会遇到障碍。吞吐量低，以及高手续费，无法承担大量的流量。这就会导致在主网上部署DApp会变得非常昂贵。其次，很多已经完成主网的项目正在不稳定的状态，他们急需立刻就获得解决方案。最终，网络拥堵和高昂的手续费让以后的项目都不想在以太坊上构建，而是选择其他网络。目前，我们没有这张魔法，所有的链都有着共同的问题，Vitalik Buterin称之为“扩容三角困境”。

　　区块链目前面临的三角困境使得现在只可以满足以下3个属性中的2个：

　　扩容性

　　去中心化性

　　安全性

　　Vitalik认为始终有2个问题：1）我们能够完成一个新的系统，其中只有几个节点在验证每笔转账吗？为了安全性，必须要保证有足够的节点来验证每笔交易、2）通过拥有足够少的节点来验证多个节点，从而最大化吞吐量？Vitalik在讨论分片的时候提出这些问题，但是，在我们看来，他的直觉也和描述权威证明（Proof-of-Authority）相关。

　　临时解决方案

　　现在有一系列短期解决方案：在网络上部署权威证明（Proof-of-Authority），并且通过桥和主网连接（类似包含Parity和Grid+的桥）。好处是PoA不会依赖于节点来找出数学题的答案，而是提前选出的权威群体称为“验证者”会保证区块链的安全，而且也会允许创建新的区块。他们拥有公开证书，并且管理整个网络。换句话说，他们所有的身份都是公开的，而且被第三方认证。

　　虽然权威证明（Proof-of-Authority）是区块链领域最近才推出的解决方案，由于很多优势，它也被认为是临时扩容解决方案。首先，它更加安全（单独的验证者无法控制网络或者反转链上之前的转账）。其次，由于网络中有更少地摩擦费用，其实有利于区块生产。最后也是最重要地。桥梁链使得在PoA链上进行的操作，可以几乎不用手续费就转账。

　　关于信任和治理

　　PoA链改变了信任公式。信任再也不是通过可验证的以太坊工作量共识产生。现在信任产生于绝大多数验证者手里。虽然验证者的数量会影响网络分布，对于安全性来说，更重要地是，验证者之间的多样性。关键点在于并不是让验证者专注于某个行业，不然他们可能会互相勾结。

　　PoA是权益证明（PoS）的优化版本，其中验证者的公开信息代表权益证明中的相同角色。验证者可以是知名的企业家，DApp或者蓝筹股企业。用他们的声誉来作为抵押，他们就会被激励去尽力为整个网络做事。就共识而言，绝大多数的验证者都需要在链上签名。当这件事完成，它就会成为链上永久的部分。总结来说，权威证明（Proof-of-Authority）对于私有链来说，是比较合适的。它会帮助打造更快，扩容性更好，并且性价比更高的区块链，因此使得DApp以及蓝筹项目，可以免费快速地启动和测试他们的创新想法。

　　权威证明（Proof-of-Authority）有何限制？

　　权威证明最大的问题在于预先决定。由于共识是由选中的验证者完成的，不像权益证明，其中的共识是由提交安全保证金的人来得出。权威证明的模型引入了中心化的因素。我们目前接受这点，但是认为这可能更适合联盟的设定。引用银行产业为例。通过完全不同行业的验证区块，可以从验证者那边获得所有东西吗？例如，为什么美洲地区的咖啡生成联盟需要去验证银行的私有链？可能的答案：为了防止串通，网络需要尽可能地分散化。这点我们同意，但是如果我们可以获得能够完全保证网站安全地去中心化程度，而且不会影响网络的扩容性，这样是否可以？例如，信任可以通过一个产业网络分布，例如银行，监管者，工会，托管人，律师，交易所等等。使用他们的身份来作为权益抵押，所有的参与者都会受到激励，从而来维护他们的公众声誉，这也满足了整个网络的需求。而且，还有更多层的保护措施可以实施，例如罚款，取消监管许可和其他预防措施可以写入智能合约，这会在网络监测到任何欺诈行为的时候，立刻启动。

　　以太坊网络还没有准备好进行DApp的部署，这就让很多项目被迫搁置，从而不能测试和启动他们的产品。我们相信，如果使用权威证明（Proof-of-Authority），或许可以形成更快速，更高效，扩容性也更好的区块链。

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