區(qū)塊鏈技術(shù)未來性能和可伸縮性標(biāo)準(zhǔn)的展望

性能和可伸縮性

從一開始，區(qū)塊鏈平臺就一直難以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)行擴展，并一直在處理可伸縮性和性能問題。我們越是希望使用區(qū)塊鏈平臺，我們能夠做到的就越少。比特幣和以太坊——最大、最受歡迎的區(qū)塊鏈平臺的情況與新項目一樣。以太坊提高了比特幣的吞吐量——每秒處理20筆交易（TPS），超過了比特幣的最高7筆交易——但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于面向大眾市場的可用性。

相比之下，VISA網(wǎng)絡(luò)每秒處理2.4萬筆交易，據(jù)稱每秒處理能力超過6.5萬筆（VISA Factsheet 2017）。很明顯，漸進(jìn)式的改進(jìn)并不能提供所需的TPS功能;需要新的解決方案來重新處理區(qū)塊鏈技術(shù)處理交易的方式。額外的性能挑戰(zhàn)存在于延遲、計算成本、時間，以及存儲需求。因此必須用一個普遍適用的鏈不可知的解決方案來解決。

到目前為止，大多數(shù)性能解決方案都在第1層：本機區(qū)塊鏈的限制范圍內(nèi)運行。這些解決方案尋求重新解決如何處理交易（例如，通過分片并行處理）或區(qū)塊鏈如何達(dá)成共識（PoS與PoW）。

第一層擴展解決方案已經(jīng)幫助逐步推進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)，但是還沒有提供從概念到分布式賬本中所需用例的轉(zhuǎn)換。該行業(yè)需要一種解決方案，可以使我們在將遺留系統(tǒng)遷移到區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)時達(dá)到所需的性能水平，但又不會損害區(qū)塊鏈的安全性或分散式好處。

成本

作為一種新的支付貨幣和數(shù)字價值存儲，加密貨幣是區(qū)塊鏈最接近的用例。一杯咖啡可以用比特幣買到，但很少有人這樣做，因為使用加密貨幣的體驗無法證明其成本是合理的。求同存異不會激勵用戶和商家。

使用比特幣網(wǎng)絡(luò)的成本高得令人望而卻步，與消費者的購物方式也不一致。越來越多的日常購買依賴于微交易——低價值、高交易量——這些交易無法在比特幣或以太幣網(wǎng)絡(luò)上有效或?qū)嶋H地處理。商人的成本太高，兌換貨幣的價值波動太大。此外，這還沒有考慮到執(zhí)行支付所需的時間，這與我們對即時交換的期望是不一致的。下圖顯示了比特幣網(wǎng)絡(luò)上以美元計算的交易費用中值，并顯示了最近幾個月由于交易量的增加而出現(xiàn)的大幅增長。

比特幣美元交易費用中值（來源：https://bitinfocharts.com）

這說明，當(dāng)前的區(qū)塊鏈平臺不適合實際應(yīng)用程序，因為實際應(yīng)用程序涉及大量低價值的交易。雖然交易費用占使用區(qū)塊鏈平臺成本的很大一部分，但還有其他因素需要考慮。Erik Voorhees在2017年發(fā)表的關(guān)于比特幣交易真實成本的論文中將其定義為費用（F）、確定這些費用的時間（T）和不確定性風(fēng)險（Ru）的函數(shù)為： 成本= F + T + Ru

當(dāng)比特幣被用于執(zhí)行價值交易時，產(chǎn)生的成本不僅是礦商的交易費用，還有時間和不確定性。

區(qū)塊鏈目前面臨可擴伸縮性成本問題。2015年9月，以太坊的日均交易量為5794筆。在2019年第一季度，這一數(shù)字躍升至平均每天53.4萬筆以上。2018年1月，每日交易額達(dá)到峰值，超過134.9萬筆（Etherscan）。在此期間，在許多其他區(qū)塊鏈平臺上也出現(xiàn)了類似的增長。這導(dǎo)致了交易費用和平均確認(rèn)時間的增加。2017年12月，比特幣在mempool中排隊交易超過20萬筆。

用例

每一個現(xiàn)有的技術(shù)限制都給區(qū)塊鏈帶來了最大的挑戰(zhàn)：即如何從一個令人興奮的概念變成一個可用的、可靠的基礎(chǔ)設(shè)施，從而從根本上改變個人連接、交互和交易的方式。區(qū)塊鏈?zhǔn)峭ㄟ^一個發(fā)人深省的概念構(gòu)思出來的，而不是作為一個現(xiàn)成的商業(yè)系統(tǒng)或渠道。如果它要成為未來數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)技術(shù)，就必須不斷創(chuàng)新。

除非分布式賬本技術(shù)能夠與現(xiàn)有解決方案的經(jīng)驗和功能（可伸縮性、吞吐量、成本和可靠性）相匹配，并具有廣泛集成和使用所必需的可訪問性，否則不太可能實現(xiàn)大規(guī)模的市場采用。